热继电器的主要功能(热继电器的介绍与使用)

摘要：热继电器是一种电气控制中的保护电器，用于电动机或其他用电设备的长期过载保护。通过对热继电器原理结构的了解可以更好的合理选择、正确维修、定期检验，更有效的保护电动机。

1 引言

通过对电动机损坏的原因进行调查得出，90%以上的电动机是因为过载和缺相造成的，热继电器保护异步电动机断相合过载故障时有一定缺陷，但由于其价格低廉、结构简单、操作方便、维护容易，目前仍在广泛使用。只有对热继电器做到“合理选择、准确整定、正确维修、定期校验”，就能有限的克服其缺点，确保电动机安全可靠运行。

2 介绍

2.1 功能原理

热继电器是利用电流流过发热元件产生热量使检测元件受热弯曲，进而推动机构动作的一种保护电器。由于发热元件具有热惯性，故不能用于瞬时过载保护，更不能作短路保护，只能用于电动机或其他用电设备的长期过载保护。

2.2 外形结构

双金属片热继电器的结构如图所示，由热元件、触头、动作机构、复位按钮和整定装置五部分组成。

热元件由金属片及绕在金属片外边的电阻丝组成，双金属片由两种热膨胀系数不同的金属片复合而成。使用时将电阻丝直接串联在异步电动机额电路上，如下图的1—1’，2—2’。

热继电器有两副触头，由一个公共动触头12、一个常开触头14和一个常闭触头13组成。31为公共触头12的接线柱，33为常开触头14的接线柱，32为常闭触头13的接线柱。

动作机构由导板6、补偿金属片7、推杆10、杠杆12、拉簧15组成。复位按钮16是热继电器动作后进行手动复位的按钮

整定电流装置由旋钮18和偏心轮17组成，通过它们来调节整定电流（热继电器长期不工作的最大电流）的大小。在整定电流调节旋钮上刻有整定电流的标尺，旋动调节旋钮，使整定电流的值等于电动机额定电流即可。

其中热元件有两相结构和三相结构两种，这里介绍两相热元件继电器。

2.3 工作原理

当电动机过载时，过载电流通过串联在定子电路的电阻丝4，使之发热过量，双金属片5受热膨胀，因膨胀系数不同，膨胀系数较大的左边一片的下端向右弯曲，通过导板6推动双金属片7使推杆10绕轴转动，带动杠杆19转动，使常闭触头13断开。常闭触头13通过串联在接触器的线圈电路中，当它断开时，接触器的线圈断电，接触器主触头释放，使电动机脱离电源得到保护。

2.4 分类

（1）按动作方式分，有双金属片式、热敏电阻式和易熔合金式三种:

①双金属片式利用双金属片受热弯曲去推动执行机构动作口这种继电器因结构简单、体积小、成本低，在同时选择合适热元件的基础上能得到良好的反时限特性(限流越大越容易动作.经过较短的时间就开始工作)等优点被广泛地应用。

②热敏电阻式:利用电阻值随温度变化而变化的特性制成的热继电器。

③易熔合金式利用过载电流发热使易熔合金达到某一温度时，合金熔化而使继电器动作。

(2）按加热方式分有直接加热式、复合加热式、间接加热式和电流互感器加热式四种。

(3）按极数分有单极、双极和三极三种。其中，三极的又包括带有断相保护装置和不带断相保护装置的两类。三角形联结的电动机必须采用带断相保护的热继电器作过载保护。

(4）按复位方式分:有自动夏位和手动复位。

2.5 铭牌

热继电器铭牌一般标的产品型号，额定电流，额定电压，设计序号，前面的型号基本相同。设计序号各生产厂家有些不一样。

一般国产继电器的型号命名由四部分主城：第一部分+第二部分+第三部分+第四部分。

第一部分用字母表示继电器的主要类型。

3 使用

3.1 选型

热继电器主要用于保护电动机的过载，因此选用时必须了解电动机的情况，如工作环境、启动电流、负载性质、工作制、允许过载能力等。

1、原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性，或者在电动机的过载特性之下，同时在电动机短时过载和启动的瞬间，热继电器应不受影响(不动作)。

2、整定电流的选定

（1）长期稳定工作的电动机可按电动机的额定电流选用热继电器。取热继电器整定电流的0.95～1.05倍或中间值等于电动机额定电流。使用时要将热继电器的整定电流调至电动机的额定电流值。

（2）电动机的绝缘等级及结构

由于电动机绝缘等级不同，其的容许温升和承受过载的能力也不同。同样条件下，绝缘等级越高，过载能力就越强。即使所用绝缘材料相同，但电动机结构不同，在选用热继电器时也应有所差异。例如，封闭式电动机散热比开启式电动机差，其过载能力比开启式电动机低，热继电器的整定电流应选为电动机额定电流的60～80%。

（3）对于过载能力较差的电动机，所选的热继电器的额定电流应适当小一些并且将整定电流阔到电动机额定电流的60%～80%，当电动机因带负载启动而启动时同较长或电动机的负载是冲击性的负载(如冲床等)时.则热继电器的整定电流应稍大于电动机的额定电流。

（4）工程上一般选择热继电器整定电流为电动机额定电流的1.1倍。

3、若用热继电器作电动机缺相保护，应考虑电动机的接法

一般的三相式热继电器，只要整定电流调节合理，是可以对Y形接法的电动机实现断相保护的。对于Δ形接法的电动机，应选用JR20型或T系列这类带有差动断相保护机构的热继电器。

4、当热继电器用于保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。如果短时间内操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。

5、对于电网电压均衡性较差、无人看管的电动机或与大容量电动机共用一组熔断器的电动机。宜选用三相结构的热继电器。

6、热继电器的I作环境温度与被保护设备的环境温度的差别不应超出15～25°。

7、双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁启动的电动机，则可用过电流继电器延时动作型的，做它的过载和短路保护。因为热元件受热变形需要时间.故热继电器不能做短路保护。

8、电动机的启动电流一般为额定电流的5～7倍。对于不频繁启动、连续运行的电动机，在启动时间不超过6s的情况下，可按电动机的额定电流选用热继电器。

9、考虑具体工作情况 若要求电动机不允许随便停机，以免遭受经济损失，只有在发生过载事故时，方可考虑让热继电器脱扣。此时，选取热继电器的整定电流应比电动机额定电流偏大一些。

10、什么时候不用热继电器作过载保护

（1）热继电器只适合用于不频繁启动、轻载启动的电动机进行过载保护。对于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，而应使用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。

（2）对于工作时间较短、间歇时间较长的电动机〔例如，摇臂钻床的摇臂升降电动机等).以及虽然长期工作但过载可能性很小的电动机(例如，排风机电动机等〕可以不设过载保护。

综上，热继电器的选用主要依据电动机的情况来确定。首先应查看电动机铭牌，着重留意电动机的额定电流，接法（△/Y）等，然后根据具体电动机的工作情况（如工作环境、负载大小、启动时间及启动电流、工作制等），最后选定热继电器的型号。

3.2 安装

热继器安装的方向、使用环境和所用连接线都会影响动作性能，安装时应引起注意。

（1）热继电器的安装方向

热继电器是电流通过发热元件发热，推动双金属片动作。热量的传递有对流、辐射和传导三种方式。其中对流具有方向性，热量自下向上传输。在安放时，如果发热元件在双金属片的下方，双金属片就热得快，动作时间短；如果发热元件在双金属片的旁边，双金属片热得较慢，热继电器的动作时间长。当热继电器与其它电器装在一起时，应装在电器下方且远离其它电器50mm以上，以免受其它电器发热的影响。热继电器的盖子要盖好。热继电器的安装方向应按产品说明书的规定进行，以确保热继电器在使用时的动作性能相一致，误差一般不应超过5°。

（2）使用环境

主要指环境温度，它对热继电器的快慢影响较大。热继电器周围介质的温度，应和电动机周围介质的温度相同，否则会破坏已调整好的配合情况。例如，当电动机安装在高温处、而热继电器安装在温度较低处时，热继电器的动作将会滞后（或动作电流大）；反之，其动作将会提前（或动作电流小）。

对没有温度补偿的热继电器，应在热继电器和电动机两者环境温度差异不大的地方的使用。对有温度补偿的热继电器，可用在热继电器与电动机两者环境温度有一定差异的地方，但应尽可能减少因环境温度变化带来的影响。

（3）连接线

热继电器的连接线除导线外，还起导热作用。如果连接线太细，则连接线产生的热量会传到金属片，加上发热元件沿导线向外散热少，从而缩短了热继电器的脱扣动作时间；反之，如果采用的连接线太粗，则会延长热继电器的脱扣动作时间。所以连接导线截面不可太细或太粗，应尽量采用和说明书规定的或相近的截面积。

3.3 调整

投入使用前，必须对热继电器的整定电流进行调整，以保证热继电器的整定电流与被保护电动机的额定电流匹配。例如，对于一台10kW、380V的电动机，额定电流19.9A，可使用JR20-25型热继电器，发热元件整定电流为17~21~25A，先按一般情况整定在21A，电动机温度升高，而热继电器滞后动作，则可该在17A观察，已得到最佳的配合。

3.4 维护

1、热继电器在使用中，需要定期用布擦净尘埃和污垢，双金属片要保持光泽，如果上面有锈迹，可用布蘸汽油轻轻擦除，但不得用砂纸磨光。

2、动作机构应正常可靠，可用手扳动四~五次观察之，复位按钮应灵活，调整部件，不得松动，如已松动，则应加以紧固并重新进行调整。检查调整部件时，只能用手或螺丝刀轻轻触动，不得用力拧或推拉。对于可调整的热继电器应检视刻度是否对准需要的刻度值。

3、热继电器接线螺钉要拧紧，触头必须接触良好，盖子应盖好。

4、在检视热元件是否良好时只可打开盖子从旁观察，不得将热元件卸下。若必须卸下时，装好后要通电试验调整。 在使用过程中，每年应进行一次通电校验。此外在设备发生事故，而引起巨大短路电流后，应检察热元件和双金属片，有无明显变形。若已产生明显变形，需要通电试验调整，调整时，绝对不能弯折双金属片。

（注：使用任何热继电器之前须仔细阅读产品说明书）

来源：网络

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