Hőrelék — készülék, működési elv, műszaki jellemzők

A hőrelék olyan elektromos eszközök, amelyek az elektromos motorok túláram elleni védelmét szolgálják. A hőrelék leggyakoribb típusai a TRP, TRN, RTL és RTT.

A termikus relék működési elve

Az erősáramú berendezések tartóssága nagymértékben függ attól, hogy működés közben milyen túlterhelésnek van kitéve. Minden objektum esetében meg lehet találni az áram áramlás időtartamának a nagyságától való függését, ahol megbízható és hosszú távú berendezés működése… Ez a függőség az ábrán látható (1. görbe).

Névleges áramerősségnél áramlásának megengedett időtartama a végtelen. A névlegesnél nagyobb áramerősség a hőmérséklet további növekedéséhez és a szigetelés további öregedéséhez vezet. Ezért minél nagyobb a túlterhelés, annál rövidebb a megengedett idő. Az ábrán látható 1. görbe a berendezés szükséges élettartama alapján van beállítva. Minél rövidebb az élettartama, annál nagyobb túlterhelés megengedett.

A hőrelé és a védett objektum időáram jellemzői

Ideális tárgyvédelem mellett a hőrelé tav (I) függésének valamivel a tárgygörbe alá kell mennie.

Túlterhelés elleni védelemhez hőrelék a bimetál lemez.

A termorelé bimetál lemeze két lemezből áll, amelyek közül az egyik nagyobb hőmérsékleti tágulási együtthatóval, a másik kisebb. Az egymáshoz való tapadás helyén a lemezeket meleghengerléssel vagy hegesztéssel mereven rögzítik. Ha egy ilyen lemezt álló helyzetben rögzítenek és melegítenek, akkor a lemez kevésbé hajlik az anyaghoz. Ezt a jelenséget termikus reléknél alkalmazzák.

Az invar (kis értékű) és nem mágneses vagy króm-nikkel acél (nagy értékű) anyagokat széles körben alkalmazzák a termikus relékben.

A hőrelé bimetál eleme felmelegíthető a lemezben a terhelőáram által termelt hővel. Nagyon gyakran a bimetál melegítése speciális fűtőberendezéssel történik, amelyen keresztül a terhelési áram folyik. A legjobb jellemzőket kombinált fűtéssel érik el, amikor a lemezt a bimetálon áthaladó áram által termelt hő és a speciális fűtőelem által termelt hő, valamint az áramvonalas terhelési áram hatására egyaránt felmelegítik.

Hajlításkor a bimetál lemez a szabad végével a hőrelé érintkezőrendszerére hat.

Hőrelé eszköz: a — érzékeny elem, b — áthidaló érintkező, 1 — érintkezők, 2 — rugó, 3 — bimetál lemez, 4 — gomb, 5 — híd

A hőrelé áram-idejű jellemzői

A hőrelé fő jellemzője a válaszidő függése a terhelési áramtól (áram-idő karakterisztika).Általában a túlterhelés megkezdése előtt Io áram folyik át a relén, amely a lemezt qo hőmérsékletre melegíti.

A termikus relék áram-idő karakterisztikájának ellenőrzésekor figyelembe kell venni, hogy a relé melyik állapotból (hideg vagy túlmelegedett) kapcsol ki.

A hőrelék ellenőrzésekor figyelembe kell venni, hogy a hőrelék fűtőelemei rövidzárlati áramoknál termikusan instabilok.

Hőrelé kiválasztása

A hőrelé névleges áramát a motor névleges terhelése alapján választják ki. A kiválasztott hőrelé áram (1,2 - 1,3) a motor névleges áramának (terhelési áramának), vagyis a hőrelé 20 - 30%-os túlterhelésnél 20 percre aktiválódik.

Az elektromos motor fűtési állandója az áram túlterhelésének időtartamától függ. Rövid távú túlterhelés esetén csak a motor tekercselése vesz részt a fűtésben, és 5-10 perces fűtési állandó. Hosszan tartó túlterhelés esetén a villanymotor teljes tömege részt vesz a fűtésben, a fűtés 40-60 percig állandó. Ezért hőrelék használata csak akkor javasolt, ha a bekapcsolási idő meghaladja a 30 percet.

A környezeti hőmérséklet hatása a hőrelé működésére

A termikus relé bimetál lemezének fűtése a környezeti hőmérséklettől függ, ezért a környezeti hőmérséklet emelkedésével a relé üzemi árama csökken.

A névlegestől nagyon eltérő hőmérsékleten vagy a hőrelé további (sima) szabályozására van szükség, vagy a valós környezeti hőmérséklet figyelembevételével fűtőelemet kell választani.

Annak érdekében, hogy a környezeti hőmérséklet kevésbé befolyásolja a hőrelé kioldási áramát, a lehető legmagasabb kioldási hőmérsékletet kell kiválasztani.

A hővédelem megfelelő működése érdekében javasolt a relét a védett objektummal egy helyiségben elhelyezni. A relét nem szabad koncentrált hőforrások közelében elhelyezni – fűtőkemencék, fűtési rendszerek stb. Hőmérséklet-kompenzált relék (TPH sorozat) jelenleg is gyártás alatt állnak.

Hőrelé kialakítás

A bimetál lemez elhajlása lassú. Ha a mozgatható érintkező közvetlenül csatlakozik a lemezhez, akkor a mozgásának alacsony sebessége nem tudja eloltani az ívet, amely az áramkör kikapcsolásakor keletkezik. Ezért a lemez egy gyorsító eszközön keresztül hat az érintkezőre. A legtökéletesebb az „ugró” érintkezés.

Kikapcsolt állapotban az 1 rugó a 0 ponthoz képest forgatónyomatékot hoz létre, ami lezárja a 2 érintkezőket. A 3 bimetál lemez melegítéskor jobbra hajlik, a rugó helyzete megváltozik. Olyan pillanatot hoz létre, amely egyszerre 2 érintkezőt nyit, megbízható ívoltást biztosítva. A modern kontaktorok és indítók TRP (egyfázisú) és TRN (kétfázisú) hőrelével vannak felszerelve.

TRP hőrelék

A TRP sorozat egypólusú hőáram-reléke 1 és 600 A közötti névleges áramú hőelemekkel elsősorban a legfeljebb 500 V névleges feszültségű hálózatról működő háromfázisú aszinkron villanymotorok elfogadhatatlan túlterhelései elleni védelemre szolgál. 50 és 60 Hz frekvencián. A 150 A-ig terjedő áramerősségű TRP hőreléket legfeljebb 440 V névleges feszültségű egyenáramú hálózatokban használják.

TRP típusú hőrelé készülék

A TRP hőrelé bimetál lemeze kombinált fűtési rendszerrel rendelkezik. A lemezt a fűtőelem és a lemezen áthaladó áram egyaránt felmelegíti. Eltérítve a bimetál lemez vége a jumper érintkezőhídjára hat.

A TRP hőrelé lehetővé teszi az üzemi áram zökkenőmentes beállítását (a névleges beállítási áram ± 25%-a). Ez a beállítás egy gombbal történik, amely megváltoztatja a lemez kezdeti deformációját. Ez a beállítás drámaian csökkentheti a szükséges fűtési lehetőségek számát.

A TRP relé működés utáni visszaállítását a kiindulási helyzetbe a gomb hajtja végre. A bimetál lehűlése után is lehetséges az ön-helyreállítás.

A magas reakcióhőmérséklet (200 °C felett) csökkenti a relé működésének függőségét a környezeti hőmérséklettől.

A TRP hőrelé beállítása 5%-kal változik, ha a környezeti hőmérséklet KUS-ra változik.

A TRP termorelé nagy ütés- és rezgésállósága lehetővé teszi, hogy a legnehezebb körülmények között is használható legyen.

Hőrelék RTL

Az RTL hőrelé célja, hogy megvédje az elektromos motorokat az elfogadhatatlan időtartamú áram túlterheléstől. Ezenkívül védelmet nyújtanak a fázisáramok aszimmetriája és az egyik fázis meghibásodása ellen. RTL elektromos hőrelék 0,1-86 A áramtartományban.

Az RTL hőrelék közvetlenül a PML indítókra és az indítóktól külön is felszerelhetők (utóbbi esetben KRL sorkapcsokkal kell felszerelni). RTL relék és KRL sorkapcsok kerültek kifejlesztésre és gyártásra, amelyek IP20 védelmi fokozattal rendelkeznek, és szabványos gyűjtősínre szerelhetők.Az érintkezők névleges árama 10 A.

PTT hőrelé

Az RTT tüzelőanyag-relék célja, hogy megvédjék a háromfázisú, kalitkás indukciós motorokat az elfogadhatatlan időtartamú túlterhelésektől, beleértve azokat is, amelyek az egyik fázis elvesztéséből, valamint a fázisaszimmetriából erednek.

A PTT relék elektromos hajtásvezérlő áramkörök alkatrészeiként és beépítésre szolgálnak mágneses indítók PMA sorozat 660 V váltóáramhoz 50 vagy 60 Hz frekvenciával, 440 V egyenáramú célokra.