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熱繼電器對電動(dòng)機(jī)的保護(hù)及其選用

　　摘 要： 熱繼電器是一種接線簡單、價(jià)格低廉、使用最廣、保護(hù)性能較為完善的低壓電器，文中闡述了熱繼電器的工作原理，介紹了電動(dòng)機(jī)定子繞組不同接法（過載和斷相）時(shí)熱繼電器對電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，熱繼電器的選擇和使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)。
　　關(guān)鍵詞： 熱繼電器 電動(dòng)機(jī) 保護(hù) 選擇
　　在電動(dòng)機(jī)的各種控制中，主要是用熔斷器對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行短路保護(hù)，但對電動(dòng)機(jī)因長期過載、頻繁換向旋轉(zhuǎn)、欠壓運(yùn)行等產(chǎn)生的過熱，熔斷器則無法提供保護(hù)。目前我們廣泛采用熱繼電器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)原理制成的一種保護(hù)用繼電器，實(shí)際上也是一種電流繼電器。熱繼電器是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當(dāng)形變達(dá)到一定距離時(shí)，就推動(dòng)連桿動(dòng)作，使控制電路斷開，從而使交流接觸器失電，主電路斷開，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。根據(jù)熱元件數(shù)目可分為兩極型和三極型熱繼電器，三極型又分為帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)結(jié)構(gòu)兩種，常見型號(hào)有JR0、JR9、JR14、JR16等系列產(chǎn)品。熱繼電器的安秒特性常具有與電動(dòng)機(jī)容許過載特性一致的反時(shí)限動(dòng)作特性：過載電流倍數(shù)越大，熱繼電器的動(dòng)作時(shí)間越短；反之，過載電流倍數(shù)越小，熱繼電器的動(dòng)作時(shí)間越長。若選擇合理，就能在電動(dòng)機(jī)未達(dá)到其容許過載極限之前動(dòng)作，切斷電機(jī)電源。這樣既能充分發(fā)揮電機(jī)的過載能力，又能使其免遭損壞。
　　熱繼電器作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)元件，以其體積小、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　一、熱繼電器對電動(dòng)機(jī)的保護(hù)
　　電動(dòng)機(jī)定子繞組的不同接法，其過載和斷相時(shí)的電流決定其使用何種極型的熱繼電器。
　　1.電動(dòng)機(jī)定子繞組星形接法。
　　由于電動(dòng)機(jī)線電流等于相電流，故電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，一般三相電流都會(huì)增大。當(dāng)三相交流電壓對稱，三相電動(dòng)機(jī)各相電流也對稱時(shí)，兩極型結(jié)構(gòu)熱繼電器就能夠?qū)θ嚯妱?dòng)機(jī)的過載進(jìn)行保護(hù)；但如果三相電壓嚴(yán)重不對稱而引起三相電流不平衡時(shí)，例如三相電壓不平衡僅為4%，就會(huì)引起線電流不平衡達(dá)25%；或電機(jī)發(fā)生單相短路而短路電流又不流過熱元件時(shí)，則該熱繼電器就不能起到應(yīng)有的保護(hù)作用，為此需要使用三極型熱繼電器。
　　2.電動(dòng)機(jī)定子繞組三角形接法。
　　電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，I=0.58，I=0.58I（I為電動(dòng)機(jī)額定電流）。當(dāng)發(fā)生電源一相斷線（如熔斷器一相熔斷）缺相運(yùn)行時(shí)（見圖1），以B相電源斷開為例，由于各繞組相同，故Ic=I+I=1.5I，I=2/3Ic，從數(shù)值關(guān)系可看出，這就造成了線電流不能正確反映相電流，用線電流大小來采集信號(hào)不能有效反映電機(jī)繞組是否真正過載。
　　當(dāng)在額定負(fù)載下斷相運(yùn)行時(shí)，I=0.58I，I=1.16I，一般三極型熱繼電器就可以起到保護(hù)作用。當(dāng)在額定負(fù)載的64%下斷相運(yùn)行時(shí)，I=0.37I，I=0.75I，因斷相造成的過電流沒有超過20%，一般三極型熱繼電器不可能動(dòng)作，但因有一相電流已超過58%Ie運(yùn)行而易使電動(dòng)機(jī)燒毀。因此，三角形接法電動(dòng)機(jī)在三相上串接一般三極型熱繼電器得不到有效保護(hù)，應(yīng)采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。
　　當(dāng)定子繞組一相斷線，如繞組引出線與接線端子間一相松脫時(shí)，以AB間繞組斷開為例分析（見圖2），則有I=I=I，I=I，可以看出有一相線電流與相電流的關(guān)系同正常運(yùn)行時(shí)一樣。此種情況下，帶斷相保護(hù)的熱繼電器也能起到保護(hù)作用，而以電源一相斷線為采用信號(hào)的各種形式的斷相保護(hù)器將不起保護(hù)作用。
　　二、熱繼電器的選擇
　　如何合理地選擇與使用熱繼電器是一個(gè)老話題，但目前很多單位因不合理選擇與使用熱繼電器而造成電動(dòng)機(jī)燒毀的事故仍時(shí)有發(fā)生。因此，我提醒初接觸者，對于熱繼電器的選擇與使用除了遵守一般的規(guī)定外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
　　1．觀察熱繼電器所要保護(hù)的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、規(guī)格與特性。
　　2．類型選擇。農(nóng)村地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)三相電壓不平衡，對于星形連接的電動(dòng)機(jī)，選用普通三極型熱繼電器；對于三角形連接的電動(dòng)機(jī)，選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。
　　3．根據(jù)被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇熱繼電器的額定電流，然后再選擇熱元件的額定電流。熱繼電器的熱元件整定電流的調(diào)節(jié)范圍可根據(jù)熱繼電器的型號(hào)和熱元件的額定電流查表得出。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為額定電流的6倍左右及起動(dòng)時(shí)間不超過5秒時(shí)，熱元件的整定電流可調(diào)節(jié)到等于電動(dòng)機(jī)的額定電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間較長，拖運(yùn)沖擊性負(fù)荷或不允許停機(jī)者整定電流應(yīng)調(diào)節(jié)到電動(dòng)機(jī)額定電流的1.1―1.15倍。
　　例如有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流30.3安，起動(dòng)電流是額定電流的6倍，起動(dòng)時(shí)間較短，無沖擊負(fù)載，查表可以選用JR0-40，JR0-60，JR16-60型。現(xiàn)在用JR16-60。熱繼電器的額定電流為60安，三極型。熱元件的額定電流選用32安。熱元件的電流可調(diào)節(jié)在30.3安左右。
　　4．連接導(dǎo)線的選擇。熱繼電器的連接導(dǎo)線過粗或過細(xì)也會(huì)影響熱繼電器的正常工作，因?yàn)檫B接導(dǎo)線的粗細(xì)不同使散熱量不同，會(huì)影響熱繼電器的電流熱效應(yīng)。各種規(guī)格熱繼電器的連接導(dǎo)線的選用可按廠家的使用說明或查閱電工手冊。
　　5．對于過載能力較差且散熱比較困難的電動(dòng)機(jī)，取熱繼電器的額定電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的60%―80%。
　　6．復(fù)位形式。熱繼電器一般都具有手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位兩種形式，這兩種復(fù)位形式的轉(zhuǎn)換，可借助復(fù)位螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)來完成。熱繼電器出廠時(shí)，生產(chǎn)廠家一般設(shè)定成自動(dòng)復(fù)位狀態(tài)。在使用時(shí)，熱繼電器應(yīng)設(shè)定成手動(dòng)復(fù)位狀態(tài)還是自動(dòng)復(fù)位狀態(tài)要根據(jù)控制回路的具體情況而定。一般情況下，應(yīng)遵循熱繼電器保護(hù)動(dòng)作后即使熱繼電器自動(dòng)復(fù)位，被保護(hù)的電動(dòng)機(jī)都不應(yīng)自動(dòng)再起動(dòng)的原則，否則應(yīng)將熱繼電器整定為手動(dòng)復(fù)位狀態(tài)。這是為了防止電動(dòng)機(jī)在故障未被消除而多次重復(fù)再起動(dòng)損壞設(shè)備。例如：一般采用按鈕控制的手動(dòng)起動(dòng)和手動(dòng)停止的控制電路，熱繼電器可設(shè)定成自動(dòng)復(fù)位形式；采用自動(dòng)元件控制的自動(dòng)起動(dòng)電路應(yīng)將熱繼電器設(shè)定為手動(dòng)復(fù)位形式。
　　三、熱繼電器使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)
　　為了延長熱繼電器的使用壽命，更好地發(fā)揮其作用，熱繼電器在使用中必須注意以下事項(xiàng)。
　　1.熱繼電器出現(xiàn)端的連接導(dǎo)線截面應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定選擇。
　　2.熱繼電器不能作為線路的短路保護(hù)裝置，電氣控制線路中必須另裝熔斷器，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間特別長（或操作頻繁）及反復(fù)短時(shí)間工作時(shí)，不能使用熱繼電器。
　　3.熱繼電器與其它電器安裝在一起時(shí)，應(yīng)將其安裝在其它電器的下方，以免其它電器發(fā)熱影響其動(dòng)作特性，使用中應(yīng)定期去除塵污。
　　4.熱繼電器動(dòng)作后，自動(dòng)復(fù)位時(shí)間在5s內(nèi)，手動(dòng)復(fù)位要在2min后按下復(fù)位按鈕。
　　5.發(fā)生短路故障后，應(yīng)檢查熱元件是否良好，雙金屬是否變形（絕不能彎曲雙金屬片），但不能將元件拆下。
　　6.更換熱繼電器時(shí)，新熱繼電器必須符合原來規(guī)格。
　　綜上所述，只有合理選用熱繼電器，而且正確連接，才能有效地對電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。

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