Termiska reläer — enhet, funktionsprincip, tekniska egenskaper

Termiska reläer är elektriska enheter utformade för att skydda elmotorer från överström. De vanligaste typerna av termiska reläer är TRP, TRN, RTL och RTT.

Principen för drift av termiska reläer

Hållbarheten hos kraftutrustning beror till stor del på de överbelastningar den utsätts för under drift. För varje objekt är det möjligt att hitta beroendet av strömflödets varaktighet på dess storlek, där tillförlitlig och långsiktig drift av utrustning… Detta beroende visas i figuren (kurva 1).

Vid nominell ström är den tillåtna varaktigheten av dess flöde oändligt. Ett högre strömflöde än det nominella leder till en ytterligare temperaturökning och ytterligare åldring av isoleringen. Därför, ju större överbelastning, desto kortare tillåten tid. Kurva 1 i figuren är inställd utifrån den erforderliga livslängden för utrustningen. Ju kortare dess livslängd, desto större överbelastningar är tillåtna.

Tidsströmkarakteristika för det termiska reläet och det skyddade objektet

Med idealiskt objektskydd bör tav (I)-beroendet för det termiska reläet gå något under objektkurvan.

För överbelastningsskydd, termiska reläer med bimetallisk platta.

Termoreläets bimetallplatta består av två plattor, varav en har en högre temperaturutvidgningskoefficient, den andra har en mindre. På platsen för vidhäftning till varandra är plattorna styvt fixerade antingen genom varmvalsning eller genom svetsning. Om en sådan platta är fixerad stationär och uppvärmd, kommer plattan att böjas till materialet mindre. Detta fenomen används i termiska reläer.

Invar (litet värde) och icke-magnetiskt eller krom-nickel stål (stort värde) material används ofta i termiska reläer.

Det termiska reläets bimetallelement kan värmas upp av värmen som genereras i plattan av belastningsströmmen. Mycket ofta värms bimetallen upp av en speciell värmare genom vilken belastningsströmmen flyter. De bästa egenskaperna erhålls med kombinerad uppvärmning, när plattan värms upp både på grund av värmen som genereras av strömmen som passerar genom bimetallen och på grund av värmen som genereras av en speciell värmare, även av den strömlinjeformade lastströmmen.

Böjning, den bimetalliska plattan med sin fria ände verkar på kontaktsystemet för det termiska reläet.

Termisk reläanordning: a — känsligt element, b — bygelkontakt, 1 — kontakter, 2 — fjäder, 3 — bimetallplatta, 4 — knapp, 5 — brygga

Det termiska reläets ström-tidsegenskaper

Huvudkarakteristiken för det termiska reläet är beroendet av svarstiden på belastningsströmmen (ström-tidskarakteristik).I det allmänna fallet, innan överbelastningen börjar, flyter en ström Io genom reläet, som värmer plattan till en temperatur qo.

Vid kontroll av ström-tidsegenskaperna för termiska reläer måste det tas hänsyn till från vilket tillstånd (kallt eller överhettat) reläet utlöses.

Vid kontroll av termiska reläer bör man ta hänsyn till att värmeelementen i termiska reläer är termiskt instabila vid kortslutningsströmmar.

Val av termiskt relä

Märkströmmen för det termiska reläet väljs baserat på motorns märkbelastning. Den valda termiska reläströmmen är (1,2 - 1,3) av motorns märkström (belastningsström), det vill säga det termiska reläet aktiveras vid 20 - 30 % överbelastning i 20 minuter.

Elmotorns värmekonstant beror på varaktigheten av strömöverbelastningen. Vid kortvarig överbelastning deltar endast motorlindningen i uppvärmningen och en värmekonstant på 5 — 10 minuter. Vid långvarig överbelastning deltar hela massan av elmotorn i uppvärmningen, och uppvärmningen är konstant i 40-60 minuter. Därför rekommenderas användning av termiska reläer endast när inkopplingstiden är mer än 30 minuter.

Effekt av omgivningstemperatur på termisk relädrift

Uppvärmningen av det termiska reläets bimetallplatta beror på omgivningstemperaturen, därför minskar reläets driftsström när omgivningstemperaturen ökar.

Vid en temperatur som skiljer sig mycket från den nominella, är det nödvändigt att antingen utföra ytterligare (smidig) reglering av det termiska reläet eller att välja ett värmeelement, med hänsyn till den verkliga omgivningstemperaturen.

För att omgivningstemperaturen ska ha mindre inflytande på utlösningsströmmen för det termiska reläet är det nödvändigt att välja utlösningstemperaturen så hög som möjligt.

För att det termiska skyddet ska fungera korrekt, rekommenderas att reläet placeras i samma rum som det skyddade objektet. Reläet bör inte placeras nära koncentrerade värmekällor - värmeugnar, värmesystem etc. Temperaturkompenserade reläer (TPH-serien) tillverkas för närvarande.

Termisk relädesign

Avböjningen av den bimetalliska plattan är långsam. Om den rörliga kontakten är direkt ansluten till plattan, kommer den låga hastigheten för dess rörelse inte att kunna släcka bågen som uppstår när kretsen stängs av. Därför verkar plattan på kontakten genom en accelerationsanordning. Den mest perfekta är den "hoppande" kontakten.

I avstängt läge skapar fjädern 1 ett vridmoment i förhållande till punkten 0, vilket stänger kontakterna 2. Bimetallplattan 3 böjer sig åt höger vid uppvärmning, fjäderns läge ändras. Det skapar ett ögonblick som öppnar 2 kontakter samtidigt, vilket ger en pålitlig bågsläckning. Moderna kontaktorer och starter är utrustade med TRP (enfas) och TRN (tvåfas) termiska reläer.

Termiska reläer TRP

Enpoliga termiska strömreläer i TRP-serien med nominella strömmar av termiska element från 1 till 600 A är huvudsakligen avsedda för skydd mot oacceptabla överbelastningar av trefas asynkrona elmotorer som arbetar från ett nätverk med en nominell spänning på upp till 500 V vid en frekvens på 50 och 60 Hz. TRP termiska reläer för strömmar upp till 150 A används i DC-nät med en nominell spänning på upp till 440 V.

Termisk reläenhet typ TRP

Den bimetalliska plattan på TRP-termoreläet har ett kombinerat värmesystem. Plattan värms upp både av värmaren och genom att ström passerar genom själva plattan. När den avböjs verkar änden av den bimetalliska plattan på bygelkontaktbryggan.

Det termiska TRP-reläet tillåter mjuk justering av driftströmmen inom (± 25 % av den nominella inställningsströmmen). Denna justering görs med en ratt som ändrar den initiala deformationen av plattan. Denna inställning kan dramatiskt minska antalet värmare som krävs.

Återgången av TRP-reläet till dess utgångsläge efter drift utförs med knappen. Det är också möjligt att utföra självåtervinning efter att bimetallen har svalnat.

Den höga reaktionstemperaturen (över 200 °C) minskar relädriftens beroende av omgivningstemperaturen.

Inställningen av det termiska reläet TRP ändras med 5 % när omgivningstemperaturen ändras till KUS.

Det höga slag- och vibrationsmotståndet hos TRP-termoreläet gör att det kan användas under de svåraste förhållanden.

Termiska reläer RTL

Det termiska RTL-reläet är utformat för att skydda elmotorer från strömöverbelastningar av oacceptabel varaktighet. De ger också skydd mot asymmetri av strömmar i faser och mot fel i en av faserna. RTL-elektriska termiska reläer med ett strömområde på 0,1 till 86 A.

RTL-termiska reläer kan installeras både direkt på PML-starter och separat från startmotorer (i det senare fallet måste de vara utrustade med KRL-kopplingsplintar). RTL-reläer och KRL-kopplingsplintar har utvecklats och tillverkats som har en kapslingsgrad IP20 och kan monteras på en vanlig samlingsskena.Kontakternas märkström är 10 A.

PTT termiskt relä

RTT bränslereläer är designade för att skydda trefasiga ekorrbura induktionsmotorer från överbelastningar av oacceptabel varaktighet, inklusive de som är ett resultat av förlust av en av faserna, såväl som från fasasymmetri.

PTT-reläer är avsedda att användas som komponenter i elektriska drivkretsar samt för installation i magnetiska starter PMA-serien för 660V växelström med en frekvens på 50 eller 60 Hz, för 440V likströmsändamål.