热继电器——装置、工作原理、技术特性

热继电器是设计用于保护电动机免受过电流影响的电气设备。最常见的热继电器类型是 TRP、TRN、RTL 和 RTT。

热继电器的动作原理

动力设备的耐用性在很大程度上取决于它在运行过程中所承受的过载。对于每个物体，可以找到电流持续时间与其大小的依赖关系，其中可靠且长期 设备操作… 这种依赖性如图（曲线 1）所示。

在标称电流下，其流动的允许持续时间为无穷大。高于标称值的电流会导致温度进一步升高和绝缘材料进一步老化。因此，过载越大，允许的时间越短。图中曲线1是根据设备要求的寿命设定的。其寿命越短，允许的过载越大。

热继电器与被保护对象的时间电流特性

对于理想的对象保护，热继电器的 tav (I) 依赖性应略低于对象曲线。

对于过载保护，热继电器 双金属板.

热继电器的双金属板由两块板组成，其中一块的温度膨胀系数较大，另一块的温度系数较小。在彼此粘合的地方，板通过热轧或焊接牢固地固定。如果这样的板固定不动并加热，则该板对材料的弯曲会更少。这种现象用于热继电器。

殷钢（小值）和非磁性或铬镍钢（大值）材料广泛用于热继电器。

热继电器的双金属元件可以被负载电流在极板中产生的热量加热。通常，双金属片由负载电流流过的特殊加热器加热。最好的特性是通过组合加热获得的，当板被加热时，由于电流通过双金属片产生的热量和由于特殊加热器产生的热量，也由流线型负载电流产生。

弯曲时，双金属板以其自由端作用于热继电器的触点系统。

热继电器装置：a——敏感元件，b——跳接触点，1——触头，2——弹簧，3——双金属片，4——按钮，5——电桥

热继电器的电流-时间特性

热继电器的主要特性是响应时间对负载电流的依赖性（电流-时间特性）。在一般情况下，在过载开始之前，电流 Io 流过继电器，将板加热到温度 qo。

检查热继电器的电流-时间特性时，必须考虑继电器是从哪种状态（冷或过热）触发的。

检查热继电器时，应考虑到热继电器的发热元件在短路电流下是热不稳定的。

热继电器选型

热继电器的额定电流是根据电动机的额定负载来选择的。选用的热继电器电流为电机额定电流（负载电流）的（1.2—1.3），即热继电器在20—30%过载时动作20分钟。

电动机的加热常数取决于电流过载的持续时间。在短时过载的情况下，只有电机绕组参与加热，加热时间为 5 — 10 分钟。在长时间过载的情况下，电动机的整个质量都参与加热，并且加热持续 40-60 分钟。因此，只有在接通时间超过30分钟时才推荐使用热继电器。

环境温度对热继电器动作的影响

热继电器双金属片的发热取决于环境温度，因此，随着环境温度升高，继电器的动作电流减小。

在与标称温度相差很大的温度下，有必要对热继电器进行额外（平滑）调节，或者选择加热元件，同时考虑实际环境温度。

为了使环境温度对热继电器的脱扣电流影响较小，需要选择尽可能高的脱扣温度。

为了热保护的正确运行，建议将继电器放置在与受保护对象相同的房间内。继电器不应位于集中热源附近——加热炉、加热系统等。目前正在制造温度补偿继电器（TPH 系列）。

热继电器设计

双金属板的挠度较慢。如果动触头直接与极板相连，那么其运动的低速将无法熄灭电路断开时产生的电弧。因此，板通过加速装置作用于触点。最完美的是“跳跃”接触。

在关闭状态下，弹簧 1 产生相对于点 0 的扭矩，从而闭合触点 2。双金属板 3 受热时向右弯曲，弹簧的位置发生变化。它创造了一次打开 2 个触点的瞬间，提供可靠的灭弧。现代接触器和启动器配备有 TRP（单相）和 TRN（两相）热继电器。

热继电器 TRP

热元件标称电流为 1 至 600 A 的 TRP 系列单极热电流继电器主要用于保护在标称电压高达 500 V 的网络中运行的三相异步电动机免受不可接受的过载频率为 50 和 60 赫兹。电流高达 150 A 的 TRP 热继电器用于标称电压高达 440 V 的直流网络。

热继电器装置类型 TRP

TRP 热继电器的双金属板具有组合加热系统。板由加热器和通过板本身的电流通道加热。偏转时，双金属板的末端作用在跨接接触桥上。

TRP 热继电器允许在（标称设定电流的± 25%）范围内平滑调整工作电流。这种调整是通过改变板的初始变形的旋钮完成的。这种设置可以显着减少所需的加热器选项的数量。

操作后TRP继电器返回初始位置是通过按钮进行的​​。也可以在双金属冷却后进行自我恢复。

高反应温度（超过200°C）降低了继电器动作对环境温度的依赖性。

当环境温度变为 KUS 时，热继电器 TRP 的设置改变 5%。

TRP 热继电器的高抗冲击和抗振性使其能够在最困难的条件下使用。

热继电器 RTL

RTL 热继电器旨在保护电动机免受持续时间不可接受的电流过载的影响。它们还针对相位电流不对称和其中一相故障提供保护。 RTL 电热继电器，电流范围为 0.1 至 86 A。

RTL 热继电器既可以直接安装在 PML 启动器上，也可以与启动器分开安装（在后一种情况下，它们必须配备 KRL 接线端子）。 RTL 继电器和 KRL 接线端子已经开发和制造，具有 IP20 防护等级，可以安装在标准母线上。触点的额定电流为 10 A。

PTT热继电器

RTT 燃料继电器旨在保护三相鼠笼式感应电动机免受持续时间过长的过载影响，包括因其中一相丢失以及相位不对称而导致的过载。

PTT 继电器旨在用作电力驱动控制电路中的组件以及安装在 磁启动器 PMA 系列适用于频率为 50 或 60 Hz 的 660V 交流电，适用于 440V 直流电用途。