Протектор (захист) 1,1 кВт 8 А

Теплове реле захисту на глибинний насос із кнопкою 8 А

Теплові реле — це електричні апарати, призначені для захисту електродвигунів від струмового перевантаження. Найпоширеніші типи теплових реле — ТРП, ТРН, PTL і PTT.

Принцип дії теплових реле

Довговічність енергетичного обладнання великою мірою залежить від перевантажень, яким воно піддається під час роботи. Для будь-якого об'єкта можна знайти залежність тривалості протікання струму від його величини, за яких забезпечується надійна та тривала експлуатація обладнання. Ця залежність представлена на малюнку (крива 1).

За номінального струму допустима тривалість його протікання дорівнює нескінченності. Протікання струму, більшого, ніж номінальний, призводить до додаткового підвищення температури та додаткового старіння ізоляції. Тому що більше навантаження, то короткочасне воно. Крива 1 на малюнку встановлюється з необхідної тривалості життя обладнання. Чим коротше його життя, тим великі перевантаження допустимі.

Часткові характеристики теплового реле та об'єкта, що захищається

За ідеального захисту об'єкта залежність tср (I) для теплового реле має йти трохи ні-же криву для об'єкта.

Для захисту від перевантажень, найширше поширення отримали теплові реле з біметалевою пластиною.

Біметалева пластина теплового реле складається з двох пластин, одна з яких має більший температурний коефіцієнт розширення, інша — менший. У місці прилягання одна до одної пластини жорстко скріплені або завдяки прокату в гарячому стані, або завдяки зварюванню. Якщо закріпити нерухомо таку пластину та нагріти, то відбудеться вигин пластини в бік матеріалу з меншим. Саме це явище використовується в теплових реле.

Широке поширення в теплових реле отримали матеріали інвар (мале значення a) і немагнітна або хромонікелева сталь (велике значення a).

Нагрівання біметалевого елемента теплового реле може проводитися завдяки тепла, що виділяється в пластині струмом навантаження. Дуже часто нагрівання біметалу відбувається від спеціального нагрівача, яким протікає струм навантаження. Найкращі характеристики виходять у разі комбінованого нагрівання, коли пластина нагрівається і завдяки тепла, що виділяється струмом, що проходить через біметал, і завдяки тепла, що виділяється спеціальним нагрівачем, також обтічним струмом навантаження.

Прогинаючись, біметалева пластина своїм вільним кінцем впливає на контактну систему теплового реле.

Часові характеристики теплового реле

Основною характеристикою теплового реле є залежність часу спрацьовування від струму навантаження (часова характеристика). Загалом до початку перевантаження через реле протікає струм Io, який нагріває пластину до температури qо.

Під час перевірки часкових характеристик теплових реле треба враховувати, з якого стану (холодного або перегрітого) відбувається спрацьовування реле.

Під час перевірки теплових реле треба мати на увазі, що нагрівальні елементи теплових реле термічно нестійкі під час струмів короткого замикання.

Вибір теплових реле

Номінальний струм теплового реле вибирають з огляду на номінальне навантаження електродвигуна. Обраний струм теплового реле становить (1,2 — 1,3) номінального значення струму електродвигуна (струм навантаження), тобто теплове реле спрацьовує за 20-30% перевантаження упродовж 20 хвилин.

Постійна часу нагрівання електродвигуна залежить від тривалості струмового навантаження. У разі короткочасного перевантаження в нагрівання бере участь тільки обмотування електродвигуна та постійне нагрівання 5-10 хвилин. У разі тривалого перевантаження в нагрівання бере участь вся маса електродвигуна та стійка нагрівання 40-60 хвилин. Тому застосування теплових реле доцільно лише тоді, коли тривалість увімкнення понад 30 хвилин.

Вплив температури довкілля на роботу теплового реле

Нагрівання біметалевої пластинки теплового реле залежить від температури довкілля, тому зі зростом температури довкілля струм спрацьовування реле зменшується.

За температури, що сильно відрізняється від номінальної, необхідно або проводити додаткове (плавне) регулювання теплового реле, або підбирати нагрівальний елемент з урахуванням реальної температури довкілля.

Для того щоб температура довкілля менше впливала на струм спрацьовування теплового реле, необхідно, щоб температура спрацьовування вибиралася можливо більше.

Для правильної роботи теплового захисту реле бажано розташовувати в тому самому приміщенні, що й захищає об'єкт. Не можна розташовувати реле поблизу концентрованих джерел тепла — нагрівальних печей, систем опалення тощо. Зараз випускаються реле з температурною компенсацією (серії ТРН).

Конструкція теплових реле

Прогин біметалевої пластини відбувається повільно. Якщо з пластиною безпосередньо зв'язати рухливий контакт, то мала швидкість його руху, не зможе забезпечити гасіння дуги, що виникає у разі вимкнення ланцюга. Тому пластина діє на контакт через пристрій, що прискорює навантаження. Найдосконаліший є «стрибучий» контакт.

У зневодненому стані пружина 1 створює момент відносно точки 0, замикальний контакти 2. Біметалева пластина 3 у разі нагрівання вигинається вправо, положення пружини змінюється. Вона створює момент, що розмикає контакти 2 за час, що забезпечує надійне гасіння дуги. Сучасні контактори та пускачі комплектуються з тепловими реле ТРП (одно-фазне) і ТРН (двохфазне).

Теплові реле ТРП

Теплові токові однополюсні реле серії ТРП з номінальними струмами теплових елементів від 1 до 600 А призначені переважно для захисту від неприпустимих перевантажень трифазних асинхронних електродвигунів, що працюють від мережі з номінальною напругою до 500 В за частоти 50 і 60 Гц. Теплові реле ТРП на струми до 150 А застосовують у мережах постійного струму з номінальною напругою до 440 В.

Пристрій теплового реле типу ТРП

Біметалева пластина теплового реле ТРП має комбіновану систему нагрівання. Пластина 1 нагрівається як завдяки нагрівачу 5, так і завдяки проходженню струму через саму пластину. Під час прогинання кінець біметалевої пластини впливає на контактний місток, що стрибає 3.

Теплове реле ТРП дає змогу мати плавне регулювання струму спрацьовування в межах (±25% номінального струму втоминки). Це регулювання здійснюється ручкою 2, що змінює початкову деформацію пластини. Таке регулювання дає змогу різко знизити кількість корисних варіантів нагрівача.

Повернення реле ТРП у вихідне положення після спрацьовування здійснюється кнопкою 4. Можливе вироблення й із самоповоротом після остигання біметалу.

Висока температура спрацьовування (вище 200 °C) зменшує залежність роботи реле від температури довкілля.

Уставка теплового реле ТРП змінюється на 5% у разі зміни температури довкілля на КУС.

Висока ударо- та вібростійкість теплового реле ТРП дають змогу використовувати його в найважчих умовах.

Теплові реле  РТЛ

Реле теплове PTЛ призначене для забезпечення захисту електродвигунів від струмових перевантажень неприпустимої тривалості. Вони також забезпечують захист від не симетрії струмів у фазах і від випадання однієї з фаз. Випускаються електротеплові реле PTL з діапазоном струму від 0.1 до 86 А.

Теплові реле PTL можуть встановлюватися як безпосередньо на пускачі ПМЛ, так і окремо від пускників (в останньому разі вони мають бути забезпечені клемниками КРЛ). Розроблені та випускаються реле PTL і клемники КРЛ, які мають ступінь захисту ІР20 і можуть встановлюватися на стандартну рейку. Номінальний струм контактів дорівнює 10 А.

Теплові реле PTT

Реле топлові РТТ призначені для захисту трифазних асинхронних електродвигунів із короткозамкнутим ротором від перевантажень неприборканої тривалості, зокрема тих, що виникають під час випадання однієї зі фаз, а також від несиметрії в фазах.

Реле PTT призначені для застосування як комплектуючі вироби в схемах керування електроприводами, а також для вбудовування в магнітні пускачі серії ПМА для змінного струму напругою 660 В частотою 50 або 60 Гц, для постійного струму напругою 440 В