热继电器的讲解

热继电器热继电器学习内容学习内容1、热继电器的用途及型号含义、热继电器的用途及型号含义;2、热继电器的原理及结构、热继电器的原理及结构;3、热继电器的安装、热继电器的安装4、热继电器的常见故障、热继电器的常见故障 学习目标学习目标1、了解热继电器的用途、了解热继电器的用途 2、熟悉热继电器的原理及组成结构、熟悉热继电器的原理及组成结构3、掌握热继电器的热继电器的安装及复位方式的选择、掌握热继电器的热继电器的安装及复位方式的选择4、能够对热继电器的常见故障进行分析及处理、能够对热继电器的常见故障进行分析及处理一、概述一、概述 热继电器是用于防止线路或电气设备长时间过载的低压保护电器。热继电器是用于防止线路或电气设备长时间过载的低压保护电器。它特别适用于电动机的它特别适用于电动机的过载保护过载保护，因为电动机在实际运行中，常会遇到，因为电动机在实际运行中，常会遇到过载情况，但只要过载不严重、时间短，绕组不超过允许的温升，这种过载情况，但只要过载不严重、时间短，绕组不超过允许的温升，这种过载是允许的。但如果过载情况严重、时间长，则会加速电动机绝缘的过载是允许的。但如果过载情况严重、时间长，则会加速电动机绝缘的老化，缩短电动机的使用年限，甚至烧毁电动机，因此，常用热继电器老化，缩短电动机的使用年限，甚至烧毁电动机，因此，常用热继电器对电动机进行过载保护。有的热继电器还可以作为电动机的断相保护及对电动机进行过载保护。有的热继电器还可以作为电动机的断相保护及短路保护。短路保护。相关标准：相关标准：GB14598.15-1998 电气继电器电气继电器 第第8部分部分 电热继电器电热继电器1、热继电器的用途、热继电器的用途 电器名称：继电器，以一个拼音字母电器名称：继电器，以一个拼音字母J表示；表示；165432/举例：举例：JR15-20/3D热继电器，设计代号是热继电器，设计代号是15，额定电流，额定电流20A，3相，带断相保护。相，带断相保护。断相保护，断相保护，D表示有断相保护；表示有断相保护；没有断相保护者，此为省掉没有断相保护者，此为省掉;相数，相数，2表示表示A、C两相；两相；3表示三相；表示三相；如果是如果是D则表示为单相则表示为单相;热继电器额定电流；热继电器额定电流；设计代号：设计代号：种类：热式，以一个拼音字母种类：热式，以一个拼音字母R表示；表示；一、概述一、概述 2、型号含义、型号含义 热继电器中的关键零件是热继电器中的关键零件是热元件热元件，热元件是由，热元件是由两种热膨胀系数不同的金属片铆接在一起而制成的，两种热膨胀系数不同的金属片铆接在一起而制成的，又叫作又叫作双金属片双金属片（铁镍合金）。它受热后，两片金（铁镍合金）。它受热后，两片金属皆要膨胀，但一片膨胀得快，另一片膨胀的慢，属皆要膨胀，但一片膨胀得快，另一片膨胀的慢，当双金属片受热时，会出现弯曲变形，形成一个弧当双金属片受热时，会出现弯曲变形，形成一个弧线，外弧是膨胀的快的金属片，内弧则是膨胀得慢线，外弧是膨胀的快的金属片，内弧则是膨胀得慢的金属片。的金属片。二、热继电器的原理及结构二、热继电器的原理及结构1、原理、原理 电流是有电流是有热热效应的，因此，让电流直接流过双金属片，使之效应的，因此，让电流直接流过双金属片，使之发热，这叫发热，这叫直热式直热式；还可以让电流通过的导体靠近双金属片，当；还可以让电流通过的导体靠近双金属片，当电流使导体发热后，烘烤着双金属片，使它受热，这种方式叫电流使导体发热后，烘烤着双金属片，使它受热，这种方式叫间间热式热式，使用时，把热元件串接于电动机的主电路中，而常闭触点，使用时，把热元件串接于电动机的主电路中，而常闭触点串接于电动机的控制电路中，当电动机正常运行时，热元件产生串接于电动机的控制电路中，当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯曲，但还不足以使热继电器的触点动作，的热量虽能使双金属片弯曲，但还不足以使热继电器的触点动作，当电动机过载时，双金属片弯曲位移增大，推动导板使常闭触点当电动机过载时，双金属片弯曲位移增大，推动导板使常闭触点断开，从而切断电动机控制电路以起保护作用。热继电器动作后断开，从而切断电动机控制电路以起保护作用。热继电器动作后一般不能自动复位，要等双金属片冷却后按下复位按钮复位。一般不能自动复位，要等双金属片冷却后按下复位按钮复位。二、热继电器的原理及结构二、热继电器的原理及结构1、原理、原理 如图如图a中发热元件中发热元件2通电发热通电发热后，主双金属片后，主双金属片1受热向左弯曲，受热向左弯曲，推动导板推动导板3向左推动执行机构发生向左推动执行机构发生一定的运动。电流越大，执行机一定的运动。电流越大，执行机构的运动幅度也越大。当电流大构的运动幅度也越大。当电流大到一定程度时，执行机构发生跃到一定程度时，执行机构发生跃变，即触点发生动作从而切断主变，即触点发生动作从而切断主电路。电路。3 32 21 1KRKR（a）热继电器感受部分结构示意）热继电器感受部分结构示意（b）图文符号图文符号 2.触点触点KRKRKRKRKRKRKRKR1.热元件热元件二、热继电器的原理及结构二、热继电器的原理及结构2、结构、结构热继电器结构外形图热继电器结构外形图 二、热继电器的原理及结构二、热继电器的原理及结构2、结构、结构热元件热元件 传动机构传动机构 常闭触头常闭触头 常开触头常开触头 过载前过载前 过载后过载后（1）结构）结构 热继电器主要由以下几个部分组成：热继电器主要由以下几个部分组成：（1）热元件及双金属片）热元件及双金属片 这是热继电器的心脏。直热式热继这是热继电器的心脏。直热式热继电器就是利用双金属片本身作热元件；电器就是利用双金属片本身作热元件；间热式则用通电导体缠绕在双金属片上间热式则用通电导体缠绕在双金属片上作为热元件、热继电器的同一种外壳内作为热元件、热继电器的同一种外壳内可装几种不同额定电流的热元件。可装几种不同额定电流的热元件。二、热继电器的原理及结构二、热继电器的原理及结构2、结构、结构热继电器主要由以下几个部分组成：热继电器主要由以下几个部分组成：（1）热元件及双金属片）热元件及双金属片（2）联动接点装置）联动接点装置 双金属片借助于一个绝缘的联动板，双金属片借助于一个绝缘的联动板，将双金属片受热弯曲变形传递到触头簧将双金属片受热弯曲变形传递到触头簧片的触发机构上，当双金属片变形达到片的触发机构上，当双金属片变形达到一定程度，就通过联动板使触发机构动一定程度，就通过联动板使触发机构动作，从而使触点状态瞬时间变动并保持作，从而使触点状态瞬时间变动并保持下来。下来。二、热继电器的原理及结构二、热继电器的原理及结构2、结构、结构热继电器主要由以下几个部分组成：热继电器主要由以下几个部分组成：（1）热元件及双金属片）热元件及双金属片（2）联动结点装置）联动结点装置 在热继电器上面有一调节旋钮，上在热继电器上面有一调节旋钮，上有定值电流刻度，旋钮的长轴通到热继有定值电流刻度，旋钮的长轴通到热继电器内部与联动触点装置的触发机构相电器内部与联动触点装置的触发机构相联，转动该旋钮就能改变触发装置的动联，转动该旋钮就能改变触发装置的动作条件，从而改变了热继电器的动作整作条件，从而改变了热继电器的动作整定值。定值。（3）定值调整）定值调整 二、热继电器的原理及结构二、热继电器的原理及结构2、结构、结构热继电器主要由以下几个部分组成：热继电器主要由以下几个部分组成：（1）热元件及双金属片）热元件及双金属片（2）联动结点装置）联动结点装置 在热继电器侧面有一个螺钉，拧动在热继电器侧面有一个螺钉，拧动此螺钉就可以作用于触发装置上，改变此螺钉就可以作用于触发装置上，改变其触发条件，从而补偿了热继电器安全其触发条件，从而补偿了热继电器安全环境温度与被保护设备安装处环境温度环境温度与被保护设备安装处环境温度的差别所引起的保护定值的误差。但这的差别所引起的保护定值的误差。但这种温度补偿的范围是有限的，两个环境种温度补偿的范围是有限的，两个环境温度的差别最大不超过温度的差别最大不超过25C。（3）定值调整）定值调整（4）温度补偿装置）温度补偿装置 二、热继电器的原理及结构二、热继电器的原理及结构2、结构、结构热继电器主要由以下几个部分组成：热继电器主要由以下几个部分组成：（1）热元件及双金属片）热元件及双金属片（2）联动结点装置）联动结点装置 并不是所有的热继电器都有这种装并不是所有的热继电器都有这种装置，另外这种装置只能装在三相热继电置，另外这种装置只能装在三相热继电器中，三相中若一相断路，则该相电流器中，三相中若一相断路，则该相电流为零，该相双金属片不会受热弯曲。另为零，该相双金属片不会受热弯曲。另两相电流相等且比平常运行电流要大，两相电流相等且比平常运行电流要大，这两相双金属片迅速弯曲，通过机械方这两相双金属片迅速弯曲，通过机械方式将这三相双金属片变形的不平衡性，式将这三相双金属片变形的不平衡性，作用与触发机构上，使其迅速动作，实作用与触发机构上，使其迅速动作，实现了断相保护。现了断相保护。（3）定值调整）定值调整（4）温度补偿装置）温度补偿装置（5）断相保护装置）断相保护装置 二、热继电器的原理及结构二、热继电器的原理及结构2、结构、结构热继电器主要由以下几个部分组成：热继电器主要由以下几个部分组成：（1）热元件及双金属片）热元件及双金属片（2）联动接点装置）联动接点装置 热元件受热弯曲，推动触发装置使热元件受热弯曲，推动触发装置使热继电器动作后，主回路电流被切断了热继电器动作后，主回路电流被切断了。双金属片一边散热一边恢复原装，显。双金属片一边散热一边恢复原装，显然，这是需要时间的，热继电器的复位然，这是需要时间的，热继电器的复位有两种方式，手动和自动。手动复位一有两种方式，手动和自动。手动复位一般不小于般不小于2min，自动复位不大于，自动复位不大于5min。（3）定值调整）定值调整（4）温度补偿装置）温度补偿装置（5）断相保护装置）断相保护装置（6）复位装置）复位装置 二、热继电器的原理及结构二、热继电器的原理及结构2、结构、结构三、热继电器的安装三、热继电器的安装 为保证热继电器使用过程中动作的为保证热继电器使用过程中动作的可靠性，还应注意热继电器的安装位置、可靠性，还应注意热继电器的安装位置、安装方式与连接导线的要求。安装方式与连接导线的要求。三、热继电器的安装三、热继电器的安装1、安装位置、安装位置 1）热继电器安装的地方不能有强烈的冲击与振动，如果使用）热继电器安装的地方不能有强烈的冲击与振动，如果使用环境避免不了，则应使用带防冲击装置的热继电器，否则就会环境避免不了，则应使用带防冲击装置的热继电器，否则就会影响其触头的动作。影响其触头的动作。2）热继电器要安装在垂直平面上，其倾斜度与垂直平面最大）热继电器要安装在垂直平面上，其倾斜度与垂直平面最大不超过不超过5，且盖板向上，以保证可靠动作。，且盖板向上，以保证可靠动作。3)热继电器要安装在其它电器的下方，并与相邻电器元件之间热继电器要安装在其它电器的下方，并与相邻电器元件之间保持保持5mm的间隙，避免其它电器发热自下而上对流时影响热的间隙，避免其它电器发热自下而上对流时影响热继电器的动作特性。继电器的动作特性。三、热继电器的安装三、热继电器的安装2、安装方式、安装方式 Z:表示与交流接触器组合安装的方式。安装时要注意规定的组表示与交流接触器组合安装的方式。安装时要注意规定的组合，如合，如JR20与与CJ20或或CJ40接触器组合；接触器组合；T系列与系列与B系列接触系列接触器组合；器组合；3VA系列与系列与3TB接触器组合等等。接触器组合等等。L:表示独立安装方式。安装时各种型号规格的热继电器都能互表示独立安装方式。安装时各种型号规格的热继电器都能互相用导线连接使用。相用导线连接使用。G:表示标准导轨安装。表示标准导轨安装。GZ:表示标准导轨组合安装。表示标准导轨组合安装。GL:表示标准导轨独立安装。表示标准导轨独立安装。热继电器有热继电器有5种安装方式：种安装方式：Z、L、G、GZ与与GL。安装时，。安装时，必须按产品说明书中的规定进行。必须按产品说明书中的规定进行。三、热继电器的安装三、热继电器的安装3、连接导线连接导线 连接热继电器的导线截面有一定的要求。如果截面过连接热继电器的导线截面有一定的要求。如果截面过小小，连，连接线本身产生的热量传到双金属元件中，就会接线本身产生的热量传到双金属元件中，就会加快加快热继电器的动热继电器的动作时间；如果截面过作时间；如果截面过大大，双金属片元件所产生的热量有一部分反，双金属片元件所产生的热量有一部分反而被连接线吸收，就会而被连接线吸收，就会减慢减慢热继电器的动作时间。热继电器的动作时间。导线连接时一定要导线连接时一定要牢固可靠牢固可靠，其接线螺钉与线头之间的接触，其接线螺钉与线头之间的接触面积应尽量面积应尽量大大些，接触电阻尽量些，接触电阻尽量小小一些。因为接触电阻过大，发一些。因为接触电阻过大，发热就较多，从而影响热继电器的动作性能，特别对于较大电流规热就较多，从而影响热继电器的动作性能，特别对于较大电流规格的热继电器，一定要注意连接线的接触电阻。格的热继电器，一定要注意连接线的接触电阻。三、热继电器的安装三、热继电器的安装3、连接导线连接导线热继电器热元件的额定电流与连接导线的截面对照表热继电器热元件的额定电流与连接导线的截面对照表 注意：连接线一般用铜芯导线，如果必须用铝导线时，其截面应为铜线截面的18倍左右。三、热继电器的安装三、热继电器的安装4、热继电器复位形式选择、热继电器复位形式选择 热继电器一般有热继电器一般有手动复位手动复位和和自动复位自动复位两种复位形式，实际工作中两种复位形式，实际工作中应设置为哪种形式，要根据具体情况而定。从控制电路的情况而言，应设置为哪种形式，要根据具体情况而定。从控制电路的情况而言，采用采用按钮控制按钮控制的手动起动和手动停止的控制电路，热继电器可设置为的手动起动和手动停止的控制电路，热继电器可设置为自动复位形式；采用自动复位形式；采用自动元器件控制自动元器件控制的自动起动电路，可将热继电器的自动起动电路，可将热继电器设置为手动复位形式。对于设置为手动复位形式。对于重要设备重要设备，热继电器动作后，需检查电动，热继电器动作后，需检查电动机与拖动设备，为防止热继电器再次脱扣，此时宜采用手动复位形式。机与拖动设备，为防止热继电器再次脱扣，此时宜采用手动复位形式。对于热继电器和接触器安装在远离操作地点，且电机过载的可能性又对于热继电器和接触器安装在远离操作地点，且电机过载的可能性又比较大时，也宜采用手动复位形式等等。比较大时，也宜采用手动复位形式等等。三、热继电器的安装三、热继电器的安装5、热继电器电流整定值的调整、热继电器电流整定值的调整 热继电器投入使用前必须对它的热元件的整定电流进行调整（调热继电器投入使用前必须对它的热元件的整定电流进行调整（调整后的值小于或等于热元件的额定电流），以保证电动机能得到有效整后的值小于或等于热元件的额定电流），以保证电动机能得到有效的保护。的保护。1）一般情况下，电动机的起动电流为额定电流的）一般情况下，电动机的起动电流为额定电流的6倍左右，且起动时倍左右，且起动时间不超过间不超过6s时，整定电流可调整为电动机的额定电流；时，整定电流可调整为电动机的额定电流；2）当电动机起动时间较长，所带负载具有冲击性且不允许停机时，整）当电动机起动时间较长，所带负载具有冲击性且不允许停机时，整定电流调整为电动机额定电流的定电流调整为电动机额定电流的11115倍；倍；3）当电动机的过载能力较弱时（电机一般低于额定负载运行），整定）当电动机的过载能力较弱时（电机一般低于额定负载运行），整定电流调整为电动机额定电流的电流调整为电动机额定电流的60%80%；4）对于反复短时工作的电动机，整定电流的调整必须通过现场试验。）对于反复短时工作的电动机，整定电流的调整必须通过现场试验。方法是先把其整定电流调整到比电动机的额定电流略小，电机运行时方法是先把其整定电流调整到比电动机的额定电流略小，电机运行时如果发现热继电器经常动作，就逐渐调大其整定值，直到满足运行要如果发现热继电器经常动作，就逐渐调大其整定值，直到满足运行要求为止。求为止。三、热继电器的安装三、热继电器的安装5、热继电器电流整定值的调整、热继电器电流整定值的调整 对于对于l00kW及以上的电动机，一般通过电流互感器，用较小的二及以上的电动机，一般通过电流互感器，用较小的二次电流来控制较大的一次电流，即使用非直接式的小电流热继电器，次电流来控制较大的一次电流，即使用非直接式的小电流热继电器，这时其整定电流在上述情况下要缩小这时其整定电流在上述情况下要缩小K倍倍(K为电流互感器的电流比为电流互感器的电流比)，K值的具体情况见下表。值的具体情况见下表。四、热继电器的日常维护四、热继电器的日常维护 1、热继电器动作后复位需要一定的时间，自动复位时间应在、热继电器动作后复位需要一定的时间，自动复位时间应在5min内完成，内完成，手动复位要在手动复位要在2min后才能按下复位按钮。后才能按下复位按钮。2、当发生短路故障后，要检查热元件和双金属片是否变形，如有不正常情、当发生短路故障后，要检查热元件和双金属片是否变形，如有不正常情况，应及时调整，但不能将元件拆下，也不能弯折双金属片。况，应及时调整，但不能将元件拆下，也不能弯折双金属片。3、使用中的热继电器每周应检查一次，具体内容是：热继电器有无过热、使用中的热继电器每周应检查一次，具体内容是：热继电器有无过热、异味及放电现象，各部件螺丝有无松动、脱落及接触不良，表面有无破损异味及放电现象，各部件螺丝有无松动、脱落及接触不良，表面有无破损及清洁与否。及清洁与否。4、使用中的热继电器每年应检修一次，具体内容是：清扫卫生，查修零部、使用中的热继电器每年应检修一次，具体内容是：清扫卫生，查修零部件，测试绝缘电阻应件，测试绝缘电阻应1M，通电校验。经校验过的热继电器，除了接线，通电校验。经校验过的热继电器，除了接线螺钉之外，其它螺钉不要随便拧动。螺钉之外，其它螺钉不要随便拧动。5、更换热继电器时，新安装的热继电器必须符合原来的规格与要求。、更换热继电器时，新安装的热继电器必须符合原来的规格与要求。五、热继电器的常见故障五、热继电器的常见故障序号序号故障故障现现象象产产生原因生原因处处理方法理方法1热继电热继电器接入器接入后后电电路不通路不通热热元件元件烧烧断断更更换热换热元件元件进进出出线线脱脱焊焊重新重新焊焊好好接接线线螺螺钉钉未未拧拧紧紧拧拧紧紧2热继电热继电器控制器控制电电路不通路不通刻度刻度调调整旋整旋钮钮位置不合适位置不合适重新重新调调整整触触头烧头烧坏或坏或动动触杆触杆弹弹性消性消失，触失，触头头接触不上接触不上修理触修理触头头或或动动触触头头杆，必要杆，必要时时更更换换3热继电热继电器拒器拒绝绝动动作作热继电热继电器器选选配不当配不当重新重新选择选择整定整定值值偏大偏大重新整定重新整定热热元件元件烧烧断或脱断或脱焊焊更更换热换热元件元件动动作机构卡住作机构卡住修理修理调调整，但整，但应应防止防止动动作特作特性性变变化化导导板脱出板脱出重新放入并校重新放入并校验验触触头头接触不良接触不良清除表面清除表面尘尘垢或氧化物垢或氧化物五、热继电器的常见故障五、热继电器的常见故障序号序号故障故障现现象象产产生原因生原因处处理方法理方法4热继电热继电器器误动误动作作整定整定值值偏小偏小合理合理调调整或更整或更换规换规格格电动电动机拖机拖动时间过长动时间过长按按电动电动机起机起动时间动时间要求要求选择选择具具有适合可返回有适合可返回时间时间的的热继电热继电器，器，或起或起动时动时将将热继电热继电器短接器短接操作操作频频率率过过高高按前述方法按前述方法选选用用有有强强烈的冲烈的冲击击振振动动采用防振或采用防振或选选用防冲用防冲击击性性热继热继电电器器连连接接导线导线太太细细按按说说明明书书要求要求选选用用可逆运可逆运转转，反接制，反接制动动或或频频繁通繁通断断改用半改用半导导体温度体温度热继电热继电器保器保护护热继电热继电器与器与电动电动机安装机安装处处温差温差太大太大按温差配置适当的按温差配置适当的热继电热继电器器五、热继电器的常见故障五、热继电器的常见故障序号序号故障故障现现象象产产生原因生原因处处理方法理方法5热热元件元件烧烧断断负负荷荷侧侧短路短路排除故障，更排除故障，更换产换产品品操作操作频频率率过过高高合理合理选选用用热继电热继电器器机构有故障，使机构有故障，使热热机机电电器不能器不能动动作作更更换换 热继电器最常见的故障是误动作（不应动作时却动作了）热继电器最常见的故障是误动作（不应动作时却动作了）和拒动作（应该动作时却不动作），究其原因主要是：和拒动作（应该动作时却不动作），究其原因主要是：1、选型不当；、选型不当；2、定值不当、定值不当 3、未能及时维修。、未能及时维修。五、热继电器的常见故障五、热继电器的常见故障 热继电器在长期工作中工作状态会发生变化，最后导致误动作或拒动甚至热继电器在长期工作中工作状态会发生变化，最后导致误动作或拒动甚至毁坏，要注意检查以下几点：毁坏，要注意检查以下几点：1、连接点发热的原因可能是连接导线截面积小；、连接点发热的原因可能是连接导线截面积小；2、连接螺钉未拧紧；未用适当的垫片以致压接面积不够；、连接螺钉未拧紧；未用适当的垫片以致压接面积不够；3、通电停电引起热胀冷缩从而导致连接松动；、通电停电引起热胀冷缩从而导致连接松动；4、使用铝导线造成铜铝电化腐蚀；、使用铝导线造成铜铝电化腐蚀；5、连接点灰垢多等。、连接点灰垢多等。五、热继电器的常见故障五、热继电器的常见故障电动机综合保护器 电动机综合保护器系列是在消化吸收国内外电动机保护先进技术的基础上，电动机综合保护器系列是在消化吸收国内外电动机保护先进技术的基础上，采用电流取样型并结合先进的电子线路来对三相电动机进行断相（缺相）、过采用电流取样型并结合先进的电子线路来对三相电动机进行断相（缺相）、过压、过流保护。本保护器具有断相保护灵敏、动作可靠、抗三相电源不平衡干压、过流保护。本保护器具有断相保护灵敏、动作可靠、抗三相电源不平衡干扰能力强，并具有良好的反时限特性等优点。保护器并设有运行指示灯，断相扰能力强，并具有良好的反时限特性等优点。保护器并设有运行指示灯，断相故障指示和过载报警指示，使保护器安装调试方便，省目直观。因而具有较高故障指示和过载报警指示，使保护器安装调试方便，省目直观。因而具有较高的经济价值、使用价值。的经济价值、使用价值。思考题思考题1、热继电器主要由哪几个部分组成？、热继电器主要由哪几个部分组成？2、热继电器断相保护装置要求及动作过程、热继电器断相保护装置要求及动作过程?3、热继电器定值不当会导致什么后果、热继电器定值不当会导致什么后果?4、热继电器连接点发热的原因是什么、热继电器连接点发热的原因是什么?5、热继电器动作后应该检查的项目有哪些？、热继电器动作后应该检查的项目有哪些？