热继电器对电动机的保护及其选用

　　摘 要： 热继电器是一种接线简单、价格低廉、使用最广、保护性能较为完善的低压电器，文中阐述了热继电器的工作原理，介绍了电动机定子绕组不同接法（过载和断相）时热继电器对电动机的保护，热继电器的选择和使用中应注意的事项。
　　关键词： 热继电器 电动机 保护 选择
　　在电动机的各种控制中，主要是用熔断器对电动机进行短路保护，但对电动机因长期过载、频繁换向旋转、欠压运行等产生的过热，熔断器则无法提供保护。目前我们广泛采用热继电器进行电动机的过载保护。热继电器是利用电流热效应原理制成的一种保护用继电器，实际上也是一种电流继电器。热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使交流接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。根据热元件数目可分为两极型和三极型热继电器，三极型又分为带断相保护和不带断相保护结构两种，常见型号有JR0、JR9、JR14、JR16等系列产品。热继电器的安秒特性常具有与电动机容许过载特性一致的反时限动作特性：过载电流倍数越大，热继电器的动作时间越短；反之，过载电流倍数越小，热继电器的动作时间越长。若选择合理，就能在电动机未达到其容许过载极限之前动作，切断电机电源。这样既能充分发挥电机的过载能力，又能使其免遭损坏。
　　热继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积小、结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛的应用。
　　一、热继电器对电动机的保护
　　电动机定子绕组的不同接法，其过载和断相时的电流决定其使用何种极型的热继电器。
　　1.电动机定子绕组星形接法。
　　由于电动机线电流等于相电流，故电动机过载时，一般三相电流都会增大。当三相交流电压对称，三相电动机各相电流也对称时，两极型结构热继电器就能够对三相电动机的过载进行保护；但如果三相电压严重不对称而引起三相电流不平衡时，例如三相电压不平衡仅为4%，就会引起线电流不平衡达25%；或电机发生单相短路而短路电流又不流过热元件时，则该热继电器就不能起到应有的保护作用，为此需要使用三极型热继电器。
　　2.电动机定子绕组三角形接法。
　　电动机正常运行时，I=0.58，I=0.58I（I为电动机额定电流）。当发生电源一相断线（如熔断器一相熔断）缺相运行时（见图1），以B相电源断开为例，由于各绕组相同，故Ic=I+I=1.5I，I=2/3Ic，从数值关系可看出，这就造成了线电流不能正确反映相电流，用线电流大小来采集信号不能有效反映电机绕组是否真正过载。
　　当在额定负载下断相运行时，I=0.58I，I=1.16I，一般三极型热继电器就可以起到保护作用。当在额定负载的64%下断相运行时，I=0.37I，I=0.75I，因断相造成的过电流没有超过20%，一般三极型热继电器不可能动作，但因有一相电流已超过58%Ie运行而易使电动机烧毁。因此，三角形接法电动机在三相上串接一般三极型热继电器得不到有效保护，应采用带断相保护的热继电器。
　　当定子绕组一相断线，如绕组引出线与接线端子间一相松脱时，以AB间绕组断开为例分析（见图2），则有I=I=I，I=I，可以看出有一相线电流与相电流的关系同正常运行时一样。此种情况下，带断相保护的热继电器也能起到保护作用，而以电源一相断线为采用信号的各种形式的断相保护器将不起保护作用。
　　二、热继电器的选择
　　如何合理地选择与使用热继电器是一个老话题，但目前很多单位因不合理选择与使用热继电器而造成电动机烧毁的事故仍时有发生。因此，我提醒初接触者，对于热继电器的选择与使用除了遵守一般的规定外，还应注意以下几点。
　　1．观察热继电器所要保护的电动机的型号、规格与特性。
　　2．类型选择。农村地区经常出现三相电压不平衡，对于星形连接的电动机，选用普通三极型热继电器；对于三角形连接的电动机，选用带断相保护装置的热继电器。
　　3．根据被保护电动机的额定电流选择热继电器的额定电流，然后再选择热元件的额定电流。热继电器的热元件整定电流的调节范围可根据热继电器的型号和热元件的额定电流查表得出。当电动机的起动电流为额定电流的6倍左右及起动时间不超过5秒时，热元件的整定电流可调节到等于电动机的额定电流。当电动机的起动时间较长，拖运冲击性负荷或不允许停机者整定电流应调节到电动机额定电流的1.1―1.15倍。
　　例如有一台电动机的额定电流30.3安，起动电流是额定电流的6倍，起动时间较短，无冲击负载，查表可以选用JR0-40，JR0-60，JR16-60型。现在用JR16-60。热继电器的额定电流为60安，三极型。热元件的额定电流选用32安。热元件的电流可调节在30.3安左右。
　　4．连接导线的选择。热继电器的连接导线过粗或过细也会影响热继电器的正常工作，因为连接导线的粗细不同使散热量不同，会影响热继电器的电流热效应。各种规格热继电器的连接导线的选用可按厂家的使用说明或查阅电工手册。
　　5．对于过载能力较差且散热比较困难的电动机，取热继电器的额定电流为电动机额定电流的60%―80%。
　　6．复位形式。热继电器一般都具有手动复位和自动复位两种形式，这两种复位形式的转换，可借助复位螺钉的调节来完成。热继电器出厂时，生产厂家一般设定成自动复位状态。在使用时，热继电器应设定成手动复位状态还是自动复位状态要根据控制回路的具体情况而定。一般情况下，应遵循热继电器保护动作后即使热继电器自动复位，被保护的电动机都不应自动再起动的原则，否则应将热继电器整定为手动复位状态。这是为了防止电动机在故障未被消除而多次重复再起动损坏设备。例如：一般采用按钮控制的手动起动和手动停止的控制电路，热继电器可设定成自动复位形式；采用自动元件控制的自动起动电路应将热继电器设定为手动复位形式。
　　三、热继电器使用中应注意的事项
　　为了延长热继电器的使用寿命，更好地发挥其作用，热继电器在使用中必须注意以下事项。
　　1.热继电器出现端的连接导线截面应严格按规定选择。
　　2.热继电器不能作为线路的短路保护装置，电气控制线路中必须另装熔断器，电动机起动时间特别长（或操作频繁）及反复短时间工作时，不能使用热继电器。
　　3.热继电器与其它电器安装在一起时，应将其安装在其它电器的下方，以免其它电器发热影响其动作特性，使用中应定期去除尘污。
　　4.热继电器动作后，自动复位时间在5s内，手动复位要在2min后按下复位按钮。
　　5.发生短路故障后，应检查热元件是否良好，双金属是否变形（绝不能弯曲双金属片），但不能将元件拆下。
　　6.更换热继电器时，新热继电器必须符合原来规格。
　　综上所述，只有合理选用热继电器，而且正确连接，才能有效地对电动机实现过载保护。

此文由上海硕吉电器有限公司发布，上海硕吉电器专业制造变频器,软启动器,电动机保护器,多功能仪表,等智能化、节能环保系列产品。电话：13917768445  官方网站：http://www.shsjdq.net