9. Тепловые реле

Назначение

Тепловые реле применяются для защиты электродвигателей от перегрузок, контроля температуры установок, регулирования температуры в камерах нагревательных установок и для получения выдержек времени.

Температуру, при которой тепловые реле срабатывают, можно изменять в широких пределах для всех типов тепловых реле.

Наибольшее распространение получили тепловые реле типа РТ. Применяемые для защиты электродвигателей тепловые реле РТ срабатывают за время не более 20 мин при 20%-ной перегрузке после установившегося теплового режима при нормальной нагрузке. В рабочее положение контакты реле после его срабатывания возвращают вручную после остывания биметаллической пластины. Точность работы реле нарушается, если реле применяется не по назначению и устанавливается в пускателе не соответствующего исполнения или величины, или левое реле установлено на место правого, или отсутствует крышка реле.

Ток нагревателей реле, работающих при температуре окружающего воздуха, отличающейся от +35° С, определяется по следующей формуле:

,

где I_35° — ток нагревателя для температуры +35° С;

t — температура окружающего воздуха, для которой определяется ток нагревателя.

Методы проверки и настройки

Реле РТ1-РТ4.

1. Внешний осмотр. При внешнем осмотре тепловых реле проверяется общее состояние реле и его соответствие защищаемой установке; надежность контактов в местах присоединения нагревательных элементов к силовой цепи; четкость работы механизма, связанного с контактами реле, и самих контактов — отсутствие задержек (заеданий, прилипаний и т. п.); состояние биметаллических пластин — отсутствие прогнутости, заусенц на расцепляющих ребрах; ребра должны быть закруглены; исправное состояние нагревательных элементов.

При внешнем осмотре необходимо следить, чтобы вблизи реле не было реостатов, приборов отопления, потока воздуха от вентилятора и т. п.

Условия охлаждения реле и защищаемого объекта должны быть одинаковыми (нельзя, например, устанавливать реле в отапливаемом помещении, а двигатель в неотапливаемом). Реле в особенности его контакты и биметаллические пластины, должны содержаться в чистоте; появляющиеся пыль, грязь и следы ржавчины удаляются продувкой или протиранием сухой щеткой. Ржавчина на поверхности биметаллической пластинки, контактных колодок удаляется бархатным напильником.

2. Проверка и регулировка реле. Для определения соответствия реле требованиям защищаемого объекта снимаются следующие зависимости: ток срабатывания в функции выдержки времени без предварительного подогрева; ток срабатывания в функции выдержки времени после нагрева нагревательного элемента номинальным током.

Если испытание дает неудовлетворительные результаты, реле подвергается регулировке.

Наибольшее распространение имеют реле типа РТ1—РТ4 (рис. 80).

Р ис. 80. Расположение контактов и нагревателя теплового реле:

а — реле в рабочем состоянии; б — реле сработало

Рекомендуется следующая методика их настройки.

С реле снимается боковая крышка и осуществляется осмотр деталей. Поверхности биметаллической пластинки 1 и защелки 2 в местах соприкосновения должны быть полированными; конец пластинки должен упираться в защелку по всей ширине. При среднем положении регулятора глубина защепления а должна составлять величину порядка 2 мм, нормальный провал б неподвижного контакта 4 лежит в пределах 2—3 мм, раствор контактов должен быть не менее 3 мм. Следует проверить свободный ход защелки под действием отключающей пружины и четкость установки в исходное положение при нажатии рычага возврата 3.

Из тепловых реле вынимается нагреватель 5 и по заводскому формуляру проверяется соответствие его номера номинальному току защищаемого объекта; после проверки нагреватель и крышка реле устанавливаются на место.

Регулировочный рычаг реле (регулятор на рис. 80 не показан) устанавливается в среднее положение по заводской риске на прорези.

Собирается схема испытания, как показано на рис. 81.

Рис. 81. Схема испытания тепловых реле:

ТТ—трансформатор тока;

РТ — нагревательный элемент;

МП — магнитный пускатель

С помощью ЛАТРа ток нагрузки поднимается до номинального тока защищаемого объекта. Следует иметь в виду, что тепловые элементы калибруются на заводе при определенной температуре окружающей среды. Если, например, во время испытания реле серии РТ температура окружающей среды ниже +35° С на 15—25° С, то при контрольном подогреве требуется установить ток нагрузки на 12—18% выше номинального тока защищаемого объекта.

Тепловые элементы остаются под током в течение 2 ч. Можно считать, что за 2 ч внутри реле установится постоянная температура. В течение этого времени тепловые реле не должны вызвать ложного отключения объекта.

По прошествии 2 ч ток нагрузки поднимается сверх номинального на 20%. Начиная с этого момента, реле должно отключать объект не более чем через 20 мин. Если при перегрузке на 20% тепловые реле за 20 мин не сработают, следует начать медленно перемещать регулировочный рычаг в сторону кнопки возврата до момента срабатывания реле. Для контроля полученной уставки испытание реле может быть повторено.

В тех случаях, когда с помощью регулировочного рычага не удается получить требуемую настройку, приходится заменять нагревательный элемент реле. После окончания настройки наносится краской метка на корпусе реле около выставленных рычагов.

3. Настройка реле методом сравнения с эталоном при форсированном режиме. Методика настройки тепловых реле, описанная выше, практически неприемлема при наладке большого количества аппаратуры из-за чрезмерной продолжительности.

Настройку реле при значительном их числе рекомендуется выполнять в форсированном режиме — сравнением с реле, испытанным по вышеизложенному методу и принятым в качестве эталона.

Настраиваемые нагревательные элементы с одинаковым номинальным током соединяются по 8—10 шт. последовательно с образцовым и подключаются к нагрузочной схеме. Включается испытательная схема, и ток в нагревателях поднимается до величины 2,5—3 номинального. Замечается время срабатывания ранее откалиброванного и испытуемого теплового реле. Это время обычно составляет 5—8 мин. Более длительное удерживание высокого тока нагрузки недопустимо из-за чрезмерного перегрева реле. У реле, не сработавшего к моменту отключения образцового, следует сразу же плавно передвигать рычаг регулятора до отключения реле. Эту операцию необходимо выполнять достаточно быстро, чтобы уложиться во времени не более 0,5 мин. После этого, спустя 10—15 мин, для контроля выполненной уставки опыт желательно повторить.

Настройку можно считать достаточно точной, если время срабатывания калибруемых реле будет отличаться от времени срабатывания образцовых реле не более чем на ±10%.

Основное достоинство этого метода состоит в том, что не требуется ожидать полного открывания реле перед каждым новым опытом (после сдвига рычагов). На результаты испытаний также не оказывает влияния температура окружающей среды и напряжение питающей сети.

Реле типов РТС1 и РТС2.

Временные параметры термореле измеряются при помощи секундомера. На обмотку реле подается ток, предусмотренный паспортом термореле. При определении времени срабатывания термореле секундомер запускается в момент подачи тока в обмотку и останавливается при замыкании контактов.

При определении времени замыкания контактов секундомер запускается в момент подачи тока в обмотку и останавливается при размыкании контактов.

Активное сопротивление обмотки измеряется любым способом, обеспечивающим точность измерения с погрешностью не более 2%, и приводится к температуре +20° С.

Величина контактного давления измеряется с помощью граммометра, а величина зазоров между контактами определяется калиброванными щупами.

Величина сопротивления изоляции измеряется при напряжении постоянного тока 100—200 в любым способом, обеспечивающим точность ±10%.

Реле Рижского электротехнического завода ВЭФ.

Первоначально реле подвергают внешнему осмотру и измерению параметров, которые должны быть у реле до его установки в схему.

При температуре 20° С устанавливают зазор 1 ± 0,05 мм. Затем проверяют контактное давление пружины покоя термореле. Контрольное давление пружины покоя термореле с контактом переключения или с контактом размыкания должно быть 20 ± 5 Г. При этом до размыкания вторая пружина должна следовать за третьей пружиной без размыкания с ходом 0,2 мм.

Сопротивление нагревающей обмотки должно быть в пределах ±5% от номинального.

Время замыкания контактов измеряют по схеме, приведенной на рис. 82.

Рис. 82. Схема испытания времени замыкания рабочих контактов

термореле завода ВЭФ

Реле должно отключаться после каждых 60 вт*сек.

К зажимам D и E подключается сопротивление 300 или 600 ом в зависимости от группы испытуемых реле. После нажатия ключа К реостатом R устанавливают ток нагрузки обмотки в соответствии с его номинальной величиной для данного реле. Затем ключ размыкают и отключают сопротивление от зажимов D и Е.

К зажимам А, В, С, D и E подключают испытуемое реле. Ключом К замыкают цепь обмотки термореле. Ключ остается в замкнутом состоянии до замыкания контакта термореле, т. е. до загорания лампочки Л₁ , но не более 30 сек при нагревании обмотки мощностью 6 вт. Время срабатывания реле отсчитывается с момента включения обмотки до момента загорания лампочки Л₂.

Реле типов TP-170 и ТР-200.

Наиболее распространенными термореле для работы в жидких, парообразных и газообразных средах являются термореле типов TP-170 и ТР-200 (рис. 83).

Рис. 83. Схема включения и установки термореле типов ТР-200 и TP-170.

Для реле типа ТР-200 А = 136 мм; для реле типа TP-170 А = 145 мм

Контрольные вопросы для самопроверки.

1. Назовите определение контакторно-релейной аппаратуры.

2. Укажите для чего служат контакторы в схемах электропривода.

3. Опишите конструкцию контакторно-релейной аппаратуры: основные элементы КРА; дополнительные элементы КРА.

4. Назовите возможные дефекты КРА во время транспортировки и длительном хранении.

5. Перечислите этапы программы работ по наладке контакторно-релейной аппаратуры.

6. Укажите что проверяется при внешнем осмотре контакторно-релейной аппаратуры?

7. Опишите особенности проверки изоляции катушек и контактов.

8. Назовите факторы, которые необходимо учитывать при оценке результатов измерений величины сопротивления катушек КРА?

9. Укажите, какие детали конструкции необходимо проверить при механической регулировке КРА?

10. Опишите параметры настройки реле под током, их особенности?

11. Назовите и опишите, что проверяется и регулируется в КРА при различных режимах работы?

12. Изложите особенности при настройке электромагнитных реле времени.

13. Опишите назначение, методы проверки и настройки тепловых реле.

Монтаж, наладка и эксплуатация автоматических устройств

А.А.Каплер

М.; Машиностроение, 1969 г.

С.243-247, 248-253-263