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电动机保护用热继电器的合理选择与使用

1 前言

  热继电器是一种传统的保护电动机的电器,它具有与电动机容许过载特性相同的反时限动作特性,主要用于三相交流电动机的过载保护与断相保护。从目前的情况来看,由于没有选择与使用好热继电器而引起电动机烧毁的事故,仍然时有发生。如何合理地选择与使用热继电器,也仍是一个值得关注的问题。我们从长期的实际工作中,全面总结出了这方面的经验,供大家参考。

2 热继电器类型的选择

  从结构上来说,热继电器分为两极型和三极型,其中三极型又分为带断相保护和不带断相保护两种,其型号及其意义如下。

  另外,从热继电器的产品目录上还有额定电压、额定频率、额定工作制、使用温度范围、安装类别、防护等级等有关数据。

  三极型的热继电器主要用于三相交流电动机的过载与断相保护。当电动机定子绕组为星形接法时,可以选用一般的三极型热继电器。因为星形接法的电动机,相电流等于线电流,无论电动机是过载运行还是断相运行,串接在主回路中的热元件都会因电流过大而使热继电器触头动作,保护电动机;如果电动机定子绕组为三角形接法,一般需要选用带断相保护的热继电器。因为三角形接法的电动机,当其引出线上发生一相断线(常见的是熔断器熔断)而缺相运行时,线电流IL等于电机相电流IP,的1.5倍(如图1),不再是倍的关系,使得线电流不能正确反映出相电流,即串接在主回路中的热元件不能准确反映电机绕组是否真正过载,此时如果选用不带断相保护的热继电器,就不能很好地起到保护作用。

 

 

  热继电器产品目录上的其它数据,在类型选择时,考虑一下与热继电器实际使用情况相一致就行。

 

 
  图 1

  除了上述通用型热继电器的选择外,还有些专用型热继电器。如大容量电动机用的自带专用互感器的JR20—160及以上的热继电器;重载起动的电动机用的3VA型热继电器等等。只要按它们各自适用的情况选择就行了。

  值得提醒的是,有些类型的热继电器,如JR0、JR9、JRl4、JRl5、JRl6—A、B、C、D等,国家已下令淘汰,选择时就不应再考虑了。

3 热继电器电流的选择

  热继电器电流的选择包括热继电器额定电流的选择与热元件额定电流的选择两个方面。

  1)热继电器的额定电流,选择时一般应等于或略大于电动机的额定电流;对于过载能力较弱且散热较困难的电动机,热继电器的额定电流为电机额定电流的70%左右。如果热继电器与电动机的使用环境温度不一致时,应对其额定电流作相应调整:当热继电器使用的环境温度高于被保护电动机的环境温度15℃以上时,应选择大一号额定电流等级的热继电器;当热继电器使用的环境温度低于被保护电动机的环境温度15℃以上时,应选择小一号额定电流等级的热继电器。

  2)热元件的额定电流,选择时一般应略大于电动机的额定电流,取1.1~1.25倍,对于反复短时工作、操作频率高的电动机取上限。如果是过载能力弱的小功率电机,由于其绕组的线径小,过热能力差,应选择其额定电流等于或略小于电动机的额定电流。如果热继电器与电动机的环境温度不一致(如两者不在同一室内),热元件的额定电流同样要作调整,调整的情况与上述热继电器额定电流的调整情况基本相同。

 

4 热继电器质量的检查

  在确定了热继电器的类型与电流等级之后,购买热继电器时要对其质量进行检查。我们对热继电器进行了过流试验,发现有些热继电器的热元件动作不符合所要求的安秒特性;有些构件的配合间隙过大,当双金属片过热弯曲时不能推动导板使动断触头打开;还有些制造工艺较差,构件上存在着毛刺或凹凸不平的现象,使得动断时运动受阻。因此购买热继电器时不仅只作外观检查,还要看其内部的构件配合是否合理,动作是否灵活,电流调节旋钮是否起作用,连接片是否焊牢等;然后进行校验,即按技术要求给热继电器的热元件通以L 2、1.5或2倍的额定电流,看其动作是否符合技术性能的要求,校验的具体方法按相关资料或产品说明书进行。

5 热继电器电流的调整

  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。一般情况下,电动机的起动电流为额定电流的6倍左右,且起动时间不超过6s时,整定电流可调整为电动机的额定电流;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1.1~1.15倍;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60%~80%;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。

  对于l00kW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,这时其整定电流在上述情况下要缩小K倍(K为电流互感器的电流比),K值的具体情况见表1。

 

  表 1

 

6 热继电器的安装

  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、安装方式与连接导线的要求。

  (1)安装位置

  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,否则就会影响其触头的动作。

  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5°,且盖板向上,以保证可靠动作。

  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≥5mm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。

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