1.2. Тепловая защита

Обеспечивает защиту электродвигателей от длительных перегрузок и реализуется с помощью электротепловых, максимальных токовых реле и автоматическими выключателями с тепловыми расцепителями.

1.2.1. Тепловая защита, реализуемая тепловыми реле

Электротепловые реле KK включаются в две или три фазы непосредственно (рис. 9, а, в) или через трансформатор тока ТА (рис. 9, б), если ток двигателя превышает номинальный ток токового реле. Защита действует на отключение электродвигателя от питающей сети (рис. 9, г, д) и при последующем включении требует вмешательства оператора, так как реле выполняется с защелкой. Выбор нагревательного элемента электротеплового реле производится по номинальной мощности электродвигателя или по току нагревательного элемента , зависящему от номинального тока двигателя и температуры окружающей среды τ.

.

Защиту двигателей от перегрузок осуществляют электротепловыми реле лишь в тех случаях, когда двигатели работают в длительном установившемся режиме. При повторно-кратковременном режиме работы двигателя тепловую защиту не применяют, что объясняется большими трудностями согласования характеристик электротепловых реле и возможностью ложного отключения двигателя. В этих случаях целесообразно осуществлять защиту двигателей от перегрузок с помощью максимальных токовых реле КА1 и КА2 (рис. 10, а, б). Токи уставок реле тока принимаются в зависимости от допустимой перегрузки двигателя по отношению к номинальному току двигателя:

.

Рис. 9. Узлы схем тепловой защиты двигателей переменного (а, б) и постоянного (в) тока, осуществляемой тепловыми реле КК с воздействием на линейный контактор (г) и реле напряжения (д)

Рис. 10. Узлы схем включения контактов тепловой защиты, осуществляемой макси­мальными токовыми реле КА1 и КА2 при повторно-кратковременном режиме работы двигателя

Если отключение двигателя и перерыв технологического процесса влияют на качество продукции, вызывают повреждение механизмов или ведут к аварии, то защиту от перегрузок в схемах управления этими двигателями не устанавливают, а ограничиваются защитой от коротких замыканий. В этих случаях полезно предусмотреть действие электротеплового реле на световой или звуковой сигнал с тем, чтобы обслуживающий персонал мог принять своевременные меры для разгрузки двигателя. При реализации тепловой защиты с помощью электротепловых реле следует иметь в виду, что нагревательные элементы должны включаться только после линейного отключающего аппарата.

1.2.2. Тепловая защита на основе автоматических выключателей

Для осуществления тепловой защиты применяются также автоматические выключатели с тепловым расцепителем.

Тепловые (биметаллические) расцепители при токах перегрузки создают более высокие выдержки времени по сравнению с электромагнитными расцепителями, и их характеристики больше подходят для защиты установок от перегрева токами перегрузки. Поэтому электромагнитный расцепитель работает при коротких замыканиях, а тепловой – аналогичный по конструкции электротепловым реле - при перегрузках до 200 А. При этом следует иметь в виду, что разброс в токе срабатывания у тепловых расцепителей примерно в 2 раза больше, чем у электромагнитных. Но тепловым расцепителям свойственны определенные недостатки. При изменении температуры окружающей среды их защитные характеристики оказываются нестабильными; изменяются как пограничный ток, так и время срабатывания при других токах. После срабатывания теплового расцепителя требуется достаточно большое время, чтобы он возвратился в исходное положение. Электромеханический расцепитель возвращается в исходное положение практически мгновенно. Все это обусловило применение тепловых расцепителей лишь в автоматах на номинальные токи до 600 А.

Рис. 11. Узлы схем тепловой защиты двигателей переменного (а) и постоянного (б) тока, осуществляемой автоматическими выключателями с тепловым расцепителем

Для защиты оборудования от перегрузок необхо­димо, чтобы времятоковая характеристика расцепителя располагалась ниже и как можно ближе к характеристике защищаемого объекта.

При осуществлении тепловой защиты с помощью автоматического выключателя с тепловым расцепителем (рис. 11) для двигателей, работающих в тяжелом или повторно-кратковременном режиме, номинальный ток теплового или комбинированного расцепителя QF

.

Следует иметь в виду, что при повторно-кратковременном режиме работы двигателя номинальный ток электромагнитного расцепителя принимается равным току двигателя в режиме ПВ — 25%.