電動機保護用熱繼電器的合理選擇與使用
1.前言
熱繼電器是一種傳統的保護電動機的電器，它具有與電動機容許過載特性相同的反時限動作特性，主要用於三相交流電動機的過載保護與斷相保護。從目前的情況來看，由於沒有選擇與使用好熱繼電器而引起電動機燒毀的事故，仍然時有發生。如何合理地選擇與使用熱繼電器，也仍是乙個值得關注的問題。
我們從長期的實際工作中，全面總結出了這方面的經驗，供大家參考。
2.熱繼電器型別的選擇
從結構上來說，熱繼電器分為兩極型和三極型，其中三極型又分為帶斷相保護和不帶斷相保護兩種，其型號及其意義如下。
另外，從熱繼電器的產品目錄上還有額定電壓、額定頻率、額定工作制、使用溫度範圍、安裝類別、防護等級等有關資料。
三極型的熱繼電器主要用於三相交流電動機的過載與斷相保護。當電動機定子繞組為星形接法時，可以選用一般的三極型熱繼電器。因為星形接法的電動機，相電流等於線電流，無論電動機是過載執行還是斷相執行，串接在主迴路中的熱元件都會因電流過大而使熱繼電器觸頭動作，保護電動機；如果電動機定子繞組為三角形接法，一般需要選用帶斷相保護的熱繼電器。
因為三角形接法的電動機，當其引出線上發生一相斷線（常見的是熔斷器熔斷）而缺相執行時，線電流il等於電機相電流ip的1.5倍（如圖1）,不再是倍的關係，使得線電流不能正確反映出相電流，即串接在主迴路中的熱元件不能準確反映電機繞組是否真正過載，此時如果選用不帶斷相保護的熱繼電器，就不能很好地起到保護作用。
圖1熱繼電器產品目錄上的其它資料，在型別選擇時，考慮一下與熱繼電器實際使用情況相一致就行。
圖2除了上述通用型熱繼電器的選擇外，還有些專用型熱繼電器。如大容量電動機用的自帶專用互感器的jr20-160及以上的熱繼電器；過載起動的電動機用的3va型熱繼電器等等。只要按它們各自適用的情況選擇就行了。
值得提醒的是，有些型別的熱繼電器，如jr0、jr9、jrl4、jrl5、jrl6—a、b、c、d等，國家已下令淘汰，選擇時就不應再考慮了。
3.熱繼電器電流的選擇
熱繼電器電流的選擇包括熱繼電器額定電流的選擇與熱元件額定電流的選擇兩個方面。
1)熱繼電器的額定電流，選擇時一般應等於或略大於電動機的額定電流；對於過載能力較弱且散熱較困難的電動機，熱繼電器的額定電流為電機額定電流的70%左右。如果熱繼電器與電動機的使用環境溫度不一致時，應對其額定電流作相應調整：當熱繼電器使用的環境溫度高於被保護電動機的環境溫度15℃以上時，應選擇大一號額定電流等級的熱繼電器；當熱繼電器使用的環境溫度低於被保護電動機的環境溫度15℃以上時，應選擇小一號額定電流等級的熱繼電器。
2)熱元件的額定電流，選擇時一般應略大於電動機的額定電流，取1．1～1．25倍，對於反覆短時工作、操作頻率高的電動機取上限。如果是過載能力弱的小功率電機，由於其繞組的線徑小，過熱能力差，應選擇其額定電流等於或略小於電動機的額定電流。如果熱繼電器與電動機的環境溫度不一致（如兩者不在同一室內），熱元件的額定電流同樣要作調整，調整的情況與上述熱繼電器額定電流的調整情況基本相同。
4.熱繼電器質量的檢查
在確定了熱繼電器的型別與電流等級之後，購買熱繼電器時要對其質量進行檢查。我們對熱繼電器進行了過流試驗，發現有些熱繼電器的熱元件動作不符合所要求的安秒特性；有些構件的配合間隙過大，當雙金屬片過熱彎曲時不能推動導板使動斷觸頭開啟；還有些製造工藝較差，構件上存在著毛刺或凹凸不平的現象，使得動斷時運動受阻。因此購買熱繼電器時不僅只作外觀檢查，還要看其內部的構件配合是否合理，動作是否靈活，電流調節旋鈕是否起作用，連線片是否焊牢等；然後進行校驗，即按技術要求給熱繼電器的熱元件通以l 2、1．5或2倍的額定電流，看其動作是否符合技術效能的要求，校驗的具體方法按相關資料或產品說明書進行。
5.熱繼電器電流的調整
熱繼電器投入使用前必須對它的熱元件的整定電流進行調整（調整後的值小於或等於熱元件的額定電流），以保證電動機能得到有效的保護。一般情況下，電動機的起動電流為額定電流的6倍左右，且起動時間不超過6s時，整定電流可調整為電動機的額定電流；當電動機起動時間較長，所帶負載具有衝擊性且不允許停機時，整定電流調整為電動機額定電流的1．1～1．15倍；當電動機的過載能力較弱時（電機一般低於額定負載執行），整定電流調整為電動機額定電流的60%～80%；對於反覆短時工作的電動機，整定電流的調整必須通過現場試驗。方法是先把其整定電流調整到比電動機的額定電流略小，電機執行時如果發現熱繼電器經常動作，就逐漸調大其整定值，直到滿足執行要求為止。
對於l00kw及以上的電動機，一般通過電流互感器，用較小的二次電流來控制較大的一次電流，即使用非直接式的小電流熱繼電器，這時其整定電流在上述情況下要縮小k倍(k為電流互感器的電流比)，k值的具體情況見表1。
表 16.熱繼電器的安裝
為保證熱繼電器使用過程中動作的可靠性，還應注意熱繼電器的安裝位置、安裝方式與連線導線的要求。
(1)安裝位置
熱繼電器安裝的地方不能有強烈的衝擊與振動，如果使用環境避免不了，則應使用帶防衝擊裝置的熱繼電器，否則就會影響其觸頭的動作。
熱繼電器要安裝在垂直平面上，其傾斜度與垂直平面最大不超過5°，且蓋板向上，以保證可靠動作。
熱繼電器要安裝在其它電器的下方，並與相鄰電器元件之間保持≥5mm的間隙，避免其它電器發熱自下而上對流時影響熱繼電器的動作特性。
熱繼電器本身的安裝方向應與試驗時安裝的方向相同，以保證動作效能的一致性。因為我們知道，如果熱元件在雙金屬片的下面時，雙金屬片就熱得快，動作時間就短；如果熱元件在旁邊，雙金屬片就熱得較慢，動作時間就長一些；如果熱元件在雙金屬片上面，雙金屬片就熱得更慢，動作時間就更長。
(2)安裝方式
熱繼電器有5種安裝方式：z、l、g、gz與gl。
z表示與交流接觸器組合安裝的方式。安裝時要注意規定的組合，如jr20與cj20或cj40接觸器組合；t系列與b系列接觸器組合；3va系列與3tb接觸器組合等等。
l表示獨立安裝方式。安裝時各種型號規格的熱繼電器都能互相用導線連線使用。
g表示標準導軌安裝。
gz表示標準導軌組合安裝。
gl表示標準導軌獨立安裝。
安裝時，必須按產品說明書中的規定進行。
(3)連線導線
連線熱繼電器的導線截面有一定的要求。如果截面過小，連線線本身產生的熱量傳到雙金屬元件中，就會加快熱繼電器的動作時間；如果截面過大，雙金屬片元件所產生的熱量有一部分反而被連線線吸收，就會減慢熱繼電器的動作時間。我們一般是根據熱元件的額定電流來選擇連線導線的截面，如表2所示。
表2說明的是，連線線一般用銅芯導線，如果非得要用鋁導線時，其截面應為銅線截面的1．8倍左右，且端頭要鍍錫。
熱繼電器連線線的長度不能太短。如果太短，熱繼電器雙金屬元件產生的熱量就會有一部分通過連線線傳到其它裝置（尤其是大容量裝置）；如果是串聯連線的熱繼電器，其連線線太短，兩相鄰的熱繼電器就會相互影響，等等。所以熱繼電器連線線的長度應符合規定的要求。
導線連線時一定要牢固可靠，其接線螺釘與線頭之間的接觸面積應盡量大些，接觸電阻盡量小一些。因為接觸電阻過大，發熱就較多，從而影響熱繼電器的動作效能，特別對於較大電流規格的熱繼電器，一定要注意連線線的接觸電阻。
7.熱繼電器使用注意事項
(1)使用環境溫度。熱繼電器動作的快慢要受環境溫度的影響，環境溫度越高，其動作時間越快；環境溫度越低，其動作時間越慢。因此，對於沒有溫度補償的熱繼電器，在使用時應根據環境溫度的高低，補償相應的溫度校正係數，或者採用有溫度補償的熱繼電器，以滿足相應的使用場合。
(2)復位形式。熱繼電器一般有手動復位和自動復位兩種復位形式，實際工作中應設定為哪種形式，要根據具體情況而定。從控制電路的情況而言，採用按鈕控制的手動起動和手動停止的控制電路，熱繼電器可設定為自動復位形式；採用自動元器件控制的自動起動電路，可將熱繼電器設定為手動復位形式。
對於重要裝置，熱繼電器動作後，需檢查電動機與拖動裝置，為防止熱繼電器再次脫扣，此時宜採用手動復位形式。對於熱繼電器和接觸器安裝在遠離操作地點，且電機過載的可能性又比較大時，也宜採用手動復位形式等等。
(3)接入電路的位置。熱繼電器的熱元件fr接入電路的位置一般在電動機的引出線端，但對於星形／三角形控制電路，如果選用熱繼電器整定電流值與被保護電動機的額定電流基本相等時，採用圖2(a)電路；如果選用熱繼電器整定電流值是被保護電動機額定電流的1／時，則採用圖2(b)電路。
對於三角形接法的電動機，如果是採用沒有帶斷相保護的熱繼電器，其熱元件要串接在電動機的繞組中，如圖3所示，也能起到保護的作用。
圖3熱繼電器觸頭接入電路的位置，一般是在控制電機電源的接觸器線圈km的後面，如圖4(a)所示，但對於採用220v交流的控制電路，宜接在前面靠近熔斷器處的位置，如圖4(b)所示。我們從一次事故中發現，圖4(a)中的p點處出現接地故障，當電機過載，熱繼電器觸頭fr開啟後，但控制迴路電流仍由c相、fu、stp、km觸頭與線圈、p點入地，與中性點直接接地的系統形成迴路，使km觸頭得以保持，從而損壞了電機。我們把fr觸頭換接在圖4(b)的位置，就可以避免這一事故隱患。
圖4對於過載起動的電動機，起動時間長，為保證電機的順利起動，可採用外加輔助電路的方法，即利用電流繼電器或時間繼電器的常開觸頭，並接在熱繼電器的觸頭上。在電機起動最初一段時間內把熱繼電器短接，當起動基本結束後再放開讓熱繼電器工作。這樣不致於因熱繼電器動作而影響電機的起動。
8.維護要求
(1)熱繼電器動作後復位需要一定的時間，自動復位時間應在5min內完成，手動復位要在2min後才能按下復位按鈕。
(2)當發生短路故障後，要檢查熱元件和雙金屬片是否變形，如有不正常情況，應及時調整，但不能將元件拆下，也不能彎折雙金屬片。
(3)使用中的熱繼電器每週應檢查一次，具體內容是：熱繼電器有無過熱、異味及放電現象，各部件螺絲有無鬆動、脫落及接觸不良，表面有無破損及清潔與否。
(4)使用中的熱繼電器每年應檢修一次，具體內容是：清掃衛生，查修零部件，測試絕緣電阻應》1mω，通電校驗。經校驗過的熱繼電器，除了接線螺釘之外，其它螺釘不要隨便擰動。
(5)更換熱繼電器時，新安裝的熱繼電器必須符合原來的規格與要求。
電氣設計知識六熱繼電器的選擇
第六部分熱繼電器 根據電機的功率,我們可以計算出電流來選擇熱繼電器.1.熱繼電器的作用 主要用來對電路過載保護，保護主電路中的裝置 主要是電機 電流不超過設定值。例如 3kw電機可以使用整定值為6a的熱繼電器，保護電機不會因為長時間過載而燒毀。2.熱繼電器的工作原理 通過檢測流過主電路中負載 電機 ...
熱繼電器的工作原理
熱繼電器主要技術資料 熱繼電器的主要技術資料是整定電流。整定電流是指長期通過發熱元件而不致使熱繼電器動作的最大電流。當發熱元件中通過的電流超過整定電流值的20 時，熱繼電器應在20分鐘內動作。熱繼電器的整定電流大小可通過整定電流旋鈕來改變。選用和整定熱繼電器時一定要使整定電流值與電動機的額定電流一致...
熱繼電器的介紹和選用
熱繼電器是利用流過繼電器的電流所產生的熱效應而反時限動作的繼電器，所謂反時限動作，是指熱繼電器動作時間隨電流的增大而減小的效能。熱繼電器主要用於電動機的過載 斷相 三相電流不平衡執行的保護及其他電氣裝置發熱狀態的控制，如圖2.2所示。在熱繼電器選用時因根據所保護電動機的額定電流來確定熱繼電器的規格和...