昌暉儀表介紹熱繼電器工作原理、遵循的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、熱繼電器選用原則和熱繼電器及交流接觸器與執(zhí)行短路保護(hù)的元件之間的配合關(guān)系方面的專業(yè)內(nèi)容，讓電工和儀表工能深入了解和正確使用這種常見電氣元件。

1、熱繼電器概述
電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中若出現(xiàn)過(guò)載，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將下降，繞組中的電流將增大，從而使電動(dòng)機(jī)的溫度升高。若過(guò)載電流不大且過(guò)載時(shí)間較短，電動(dòng)機(jī)繞組中的溫升不會(huì)超過(guò)允許值，則此類過(guò)載是容許的；若過(guò)載時(shí)間長(zhǎng)，或過(guò)載電流大，則電動(dòng)機(jī)的繞組溫升就會(huì)超過(guò)允許值，這將造成電動(dòng)機(jī)繞組絕緣老化，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤щ妱?dòng)機(jī)，因此必須對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。

熱繼電器利用電流的熱效應(yīng)原理實(shí)施過(guò)載保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不能承受的過(guò)載時(shí)，過(guò)載電流流過(guò)熱繼電器的熱元件引起熱繼電器產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作，配合交流接觸器切斷電動(dòng)機(jī)電路。

熱繼電器的形式多樣，常用的有雙金屬片式和熱敏電阻式，目前使用最多的是雙金屬片式，同時(shí)有的規(guī)格還帶有斷相保護(hù)功能。

雙金屬片熱繼電器主要由主雙金屬片、熱元件、復(fù)位按鈕、動(dòng)作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、電路調(diào)節(jié)旋鈕、復(fù)位機(jī)構(gòu)和溫度補(bǔ)償元件等構(gòu)成。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，熱元件產(chǎn)生的熱雖然能使主雙金屬片彎曲，但是彎曲產(chǎn)生的推動(dòng)力不足以使熱繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，雙金屬片的彎曲位移加大，推動(dòng)導(dǎo)板使常閉觸點(diǎn)斷開，通過(guò)控制電路使得交流接觸器斷電分閘從而切斷電動(dòng)機(jī)的工作電源，由此保護(hù)了電動(dòng)機(jī)。

我們來(lái)看圖1。

圖1 繼電器過(guò)載反時(shí)限動(dòng)作特征
線1為三相籠型異步電動(dòng)機(jī)容許的過(guò)載反時(shí)限動(dòng)作特性；曲線2為熱繼電器的冷態(tài)過(guò)載反時(shí)限動(dòng)作特性；曲線3為熱繼電器的熱態(tài)過(guò)載反時(shí)限動(dòng)作特性；曲線4為熱繼電器的斷相保護(hù)特性曲線。

可以看出，使用熱繼電器對(duì)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)時(shí)，必須與交流接觸器配合使用，熱繼電器的過(guò)載保護(hù)曲線2和3不能與電動(dòng)機(jī)容許的過(guò)載反時(shí)限曲線1有交點(diǎn)。

熱繼電器遵循的標(biāo)準(zhǔn)是IEC60947-4和GB14048.4，昌暉儀表將標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容摘錄如下：
①標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：GB 14048.4-2010
②標(biāo)準(zhǔn)名稱：低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第4-1部分：接觸器和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器 機(jī)電式接觸器和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器(含電動(dòng)機(jī)保護(hù)器)
③等同使用的IEC標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：IEC 60947-4-1:2009 Ed.3.0，MOD
④標(biāo)準(zhǔn)摘錄：
5.7.3.2 過(guò)載繼電器
d.根據(jù)表2分類的脫扣級(jí)別或在7.2.1.5.1表3中D列規(guī)定的條件下脫扣時(shí)間超過(guò)30s時(shí)的最大脫扣時(shí)間，單位為s；

表2 熱、電磁或固態(tài)過(guò)載繼電器的脫扣級(jí)別和脫扣時(shí)間

10A          2＜Tp≤10
10            4＜Tp≤10
20            6＜Tp≤20
30            9＜Tp≤10

注1：按繼電器的類型，在7.2.1.5條中給出了脫扣條件。
注2：對(duì)于轉(zhuǎn)子變阻式起動(dòng)器，過(guò)載繼電器通常接在定子電路中。因此，過(guò)載繼電器不能有效地保護(hù)轉(zhuǎn)子電路，特別是電阻器(通常，起動(dòng)器在故障條件下起動(dòng)時(shí)，電阻器比轉(zhuǎn)子本身和開關(guān)電器更易損壞)，因此，轉(zhuǎn)子電路的保護(hù)應(yīng)符合制造廠和用戶的協(xié)議(7.2.1.1.3)。
注3：對(duì)于兩級(jí)自耦減壓起動(dòng)器，起動(dòng)用自耦變壓器一般僅在起動(dòng)時(shí)間內(nèi)使用，如在故障條件下起動(dòng)時(shí)，自耦變壓器不能受到過(guò)載繼電器的有效保護(hù)。因此，自耦變壓器的保護(hù)應(yīng)符合制造廠和用戶的協(xié)議。
注4：考慮到不同的熱元件特性和制造誤差，可選擇Tp的下限值。

標(biāo)準(zhǔn)中給出的脫扣級(jí)別為10A的熱繼電器用于輕載電動(dòng)機(jī)，脫扣級(jí)別為10的熱繼電器用于一般的電動(dòng)機(jī)，脫扣級(jí)別為20和30的熱繼電器可用于重載起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。

2、熱繼電器的選擇原則
熱繼電器主要用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，使用中應(yīng)當(dāng)考慮電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、起動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)等因素，主要有以下幾個(gè)方面：
①熱繼電器用于保護(hù)長(zhǎng)時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)
a、按電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間來(lái)選擇熱繼電器
熱繼電器在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流為6In時(shí)的返回時(shí)間tf與動(dòng)作時(shí)間td之間有如下關(guān)系：tp=(0.5~0.7)×td，這個(gè)公式中，tf為熱繼電器動(dòng)作后的返回時(shí)間，單位為s；td為熱繼電器的動(dòng)作時(shí)間，單位為s。

按電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為6In時(shí)具有三路熱元件的熱繼電器動(dòng)作特性見表3
表3  電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為6In時(shí)具有三路熱元件的熱繼電器動(dòng)作特性   

注：熱繼電器的復(fù)位時(shí)間不大于5min，手動(dòng)復(fù)位時(shí)間不大于2min；電流調(diào)節(jié)范圍：66%~100%。

       
             圖A                                             圖B                                           圖C
 
②熱繼電器用于保護(hù)重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)