張家維

摘要：熱繼電器通過雙金屬片熱膨脹系數(shù)不同的原理，作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的保護(hù)元件，在控制回路中起到了至關(guān)重要的作用，本文通過一次案例，將熱繼電器的原理、選型、維護(hù)方案展開了討論。

關(guān)鍵詞：熱繼電器;電動(dòng)機(jī)保護(hù);維護(hù)方法

一、案例分析

2020年1月18日16：53分，某電廠運(yùn)行發(fā)現(xiàn)#3機(jī)組定子冷卻水泵B熱效保護(hù)跳閘，A泵自啟，初步判斷為熱效定值漂移，重新整定后試開正常，第二天更換熱效后，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。

定子冷卻水泵為GE生產(chǎn)（功率：60HP，額定電流80.9A），更換新熱繼電器后，定值設(shè)為1.1倍電機(jī)額定電流。

二、熱繼電器介紹

（1）結(jié)構(gòu)

熱繼電器一般由加熱元件、控制觸頭和動(dòng)作系統(tǒng)、復(fù)位機(jī)構(gòu)、整定電流裝置和溫度補(bǔ)償元件等部分組成。熱元件與電動(dòng)機(jī)的定子繞組串聯(lián)，將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中。

（2）加熱元件

直熱式熱繼電器就是利用雙金屬片本身作熱元件，就是把雙金屬片當(dāng)做熱元件，讓電流直接通過它。因?yàn)殡p金屬片本身具有一定電阻，所以當(dāng)電流通過時(shí)，它也能產(chǎn)生熱量。由于雙金屬片兼作感測(cè)元件和加熱元件.因此，這種加熱方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、節(jié)省材料、發(fā)熱時(shí)間常數(shù)小和反映溫度變化比較迅速等特點(diǎn)。

間接加熱是通過在電的方面與雙金屬片無聯(lián)系的加熱元件產(chǎn)生熱量。加熱元件為絲狀或帶狀.環(huán)繞在雙金屬片周圍。由于加熱元件產(chǎn)生的熱量要經(jīng)過空氣傳播給雙金屬片，因而發(fā)熱時(shí)間常數(shù)大.反映溫度變化的速率也比較慢。

復(fù)合加熱實(shí)際上是直接加熱與間接加熱兩種形式的結(jié)合，復(fù)合加熱的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)介于以上兩種形式之間，其電阻值可依靠并聯(lián)或串聯(lián)不同電阻而很方便地進(jìn)行調(diào)整，且又兼具直接加熱和間接加熱的長(zhǎng)處，所以獲得了廣泛的應(yīng)用。

三、熱繼電器的選用

熱繼電器主要用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過載，因此，在選擇時(shí)必須了解電動(dòng)機(jī)的情況，主要以電動(dòng)機(jī)的額定電流為依據(jù)，同時(shí)也要考慮到電動(dòng)機(jī)的型式、動(dòng)特性和工作制等因素。具體選擇熱繼電器時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：

（1）注意電動(dòng)機(jī)的絕緣材料等級(jí)，因?yàn)椴煌慕^緣材料有不同的允許溫度和過載能力。

（2）當(dāng)定子繞組采用星形接線時(shí)，選擇通用的熱繼電器即可;如果繞組為三角形接線，則應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。

（3）檢查熱繼電器使用的環(huán)境溫度和被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的環(huán)境溫度。當(dāng)熱繼電器使用的環(huán)境溫度高于被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的環(huán)境溫度15℃以上時(shí)，應(yīng)使用大一號(hào)額定電流等級(jí)的熱繼電器，反之則使用小一號(hào)額定電流等級(jí)的熱繼電器。

（4）應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)時(shí)間。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流一般為額定電流的5～7倍，對(duì)于不頻繁啟動(dòng)、連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)不超過6s的情況下，可按電動(dòng)機(jī)的額定電流選用熱繼電器。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)、拖動(dòng)沖擊性負(fù)載或不允許停車時(shí)，熱元件整定電流調(diào)節(jié)到電動(dòng)機(jī)額定電流的1.1～1.15倍。

四、熱繼電器維護(hù)與校驗(yàn)方法

（1）定值計(jì)算

根據(jù)GB50055—2011通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范（2.3.9）

熱過載繼電器整定電流應(yīng)按下式確定：

式中：——熱過載繼電器整定電流（A）——電動(dòng)機(jī)的額定電流（A）——可靠系數(shù)，動(dòng)作于斷電時(shí)取1.2，動(dòng)作于信號(hào)時(shí)取1.05——接線系數(shù)，接于相電流時(shí)取1.0，接于相電流差時(shí)取——熱過載繼電器返回系數(shù)，一般取0.85

n——電流互感器變比

當(dāng)=0.85時(shí)，=1.41。對(duì)于定子冷卻水泵電動(dòng)機(jī)，可先將定值設(shè)置為1.1倍電機(jī)額定電流，如果頻繁跳閘，可將其設(shè)為1.2倍電機(jī)額定電流。如果發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)溫升高，而熱繼電器滯后動(dòng)作，可改為1.15倍額定電流，以達(dá)到最佳配合。

（2）校驗(yàn)方法

將調(diào)壓變壓器輸出電壓從零逐漸升高，使熱元件通過的電流升至額定值，2h內(nèi)熱繼電器應(yīng)不動(dòng)作;

將電流升至1.2倍額定值，熱繼電器應(yīng)在2h內(nèi)動(dòng)作，指示燈HL應(yīng)熄滅;

將電流降至零，待熱繼電器冷卻并手動(dòng)復(fù)位后，再調(diào)升電流至1.5倍額定值，熱繼電器應(yīng)在2min內(nèi)動(dòng)作。

再將電流降至零，待熱繼電器冷卻并復(fù)位后，快速調(diào)升電流至7.2倍額定值。

注：10A級(jí)別的熱繼電器，2s

10級(jí)別的熱繼電器，4s

20級(jí)別的熱繼電器，6s

30級(jí)別的熱繼電器，9s

若以上步驟全部通過后，代表熱繼電器符合要求，可繼續(xù)使用，若檢驗(yàn)不合格，需更換同型號(hào)的熱繼電器。

五、熱繼電器日常維護(hù)與周期

1.熱繼電器在使用中，需要定期用布擦凈塵埃和污垢，雙金屬片要保持光澤。

2.檢查常開、常閉觸頭是否正常。

3.動(dòng)作機(jī)構(gòu)應(yīng)正?？煽?，可用手扳動(dòng)四～五次觀察之，復(fù)位按鈕應(yīng)靈活，調(diào)整部件，對(duì)于可調(diào)整的熱繼電器應(yīng)檢視刻度是否對(duì)準(zhǔn)需要的刻度值。

4.熱繼電器接線螺釘要擰緊，觸頭必須接觸良好，蓋子應(yīng)蓋好。

5.在使用過程中，每年應(yīng)進(jìn)行一次通電校驗(yàn)，如果不合格，需更換同類型的熱繼電器。

六、結(jié)論

熱繼電器的性能在電動(dòng)機(jī)的控制回路中起到至關(guān)重要的作用，一些重要輔機(jī)的熱繼電器更需加強(qiáng)巡檢、維護(hù)。本文建議定期用合適方法對(duì)熱繼電器進(jìn)行校驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝華，郭瑋瑋，劉德祥.某泵站電氣設(shè)備故障診斷與安全分析[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2021（05）：117-119.