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DQZHAN技術訊：什么是熱繼電器？

熱繼電器是用于防止線路或電氣設備長時間過載的低壓電器。

一、概述

1、熱繼電器的用途

熱繼電器特別適用于電動機的過載保護，因為電動機在實際運行中，常會遇到過載情況，但只要過載不嚴重、時間短，繞組不超過允許的溫升，這種過載是允許的。但如果過載情況嚴重、時間長，則會加速電動機絕緣的老化，縮短電動機的使用年限，甚至燒毀電動機，因此，常用熱繼電器對電動機進行過載保護。有的熱繼電器還可以作為電動機的斷相保護及短路保護。

相關標準：GB14598.15-1998電氣繼電器第8部分電熱繼電器

二、熱繼電器的原理及結構

1、原理

熱繼電器中的關鍵零件是熱元件，熱元件是由兩種熱膨脹系數不同的金屬片鉚接在一起而制成的，又叫作雙金屬片（鐵鎳合金）。它受熱后，兩片金屬皆要膨脹，但一片膨脹得快，另一片膨脹的慢，當雙金屬片受熱時，會出現彎曲變形，形成一個弧線，外弧是膨脹的快的金屬片，內弧則是膨脹得慢的金屬片。

電流是有熱效應的，因此，讓電流直接流過雙金屬片，使之發熱，這叫直熱式；還可以讓電流通過的導體靠近雙金屬片，當電流使導體發熱后，烘烤著雙金屬片，使它受熱，這種方式叫間熱式，使用時，把熱元件串接于電動機的主電路中，而常閉觸點串接于電動機的控制電路中，當電動機正常運行時，熱元件產生的熱量雖能使雙金屬片彎曲，但還不足以使熱繼電器的觸點動作，當電動機過載時，雙金屬片彎曲位移增大，推動導板使常閉觸點斷開，從而切斷電動機控制電路以起保護作用。熱繼電器動作后一般不能自動復位，要等雙金屬片冷卻后按下復位按鈕復位。

2、結構

如圖a中發熱元件2通電發熱后，主雙金屬片1受熱向左彎曲，推動導板3向左推動執行機構發生一定的運動。電流越大，執行機構的運動幅度也越大。當電流大到一定程度時，執行機構發生躍變，即觸點發生動作從而切斷主電路。

熱繼電器主要由以下幾個部分組成：

（1）熱元件及雙金屬片

這是熱繼電器的心臟。直熱式熱繼電器就是利用雙金屬片本身作熱元件；間熱式則用通電導體纏繞在雙金屬片上作為熱元件、熱繼電器的同一種外殼內可裝幾種不同額定電流的熱元件。

（2）聯動接點裝置

雙金屬片借助于一個絕緣的聯動板，將雙金屬片受熱彎曲變形傳遞到觸頭**的觸發機構上，當雙金屬片變形達到一定程度，就通過聯動板使觸發機構動作，從而使觸點狀態瞬時間變動并保持下來。

（3）定值調整

在熱繼電器上面有一調節旋鈕，上有定值電流刻度，旋鈕的長軸通到熱繼電器內部與聯動觸點裝置的觸發機構相聯，轉動該旋鈕就能改變觸發裝置的動作條件，從而改變了熱繼電器的動作整定值。

（4）溫度補償裝置

在熱繼電器側面有一個螺釘，擰動此螺釘就可以作用于觸發裝置上，改變其觸發條件，從而補償了熱繼電器**環境溫度與被保護設備安裝處環境溫度的差別所引起的保護定值的誤差。但這種溫度補償的范圍是有限的，兩個環境溫度的差別*大不超過25°C。

（5）斷相保護裝置

并不是所有的熱繼電器都有這種裝置，另外這種裝置只能裝在三相熱繼電器中，三相中若一相斷路，則該相電流為零，該相雙金屬片不會受熱彎曲。另兩相電流相等且比平常運行電流要大，這兩相雙金屬片迅速彎曲，通過機械方式將這三相雙金屬片變形的不平衡性，作用與觸發機構上，使其迅速動作，實現了斷相保護。

（6）復位裝置

熱元件受熱彎曲，推動觸發裝置使熱繼電器動作后，主回路電流被切斷了。雙金屬片一邊散熱一邊恢復原裝，顯然，這是需要時間的，熱繼電器的復位有兩種方式，手動和自動。手動復位一般不小于2min，自動復位不大于5min。

三、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、安裝方式與連接導線的要求。

1、安裝位置

1）熱繼電器安裝的地方不能有強烈的沖擊與振動，如果使用環境避免不了，則應使用帶防沖擊裝置的熱繼電器，否則就會影響其觸頭的動作。

2）熱繼電器要安裝在垂直平面上，其傾斜度與垂直平面*大不超過5°，且蓋板向上，以保證可靠動作。

3)熱繼電器要安裝在其它電器的下方，并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。

2、安裝方式

熱繼電器有5種安裝方式：Z、L、G、GZ與GL。安裝時，必須按產品說明書中的規定進行。

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接使用。

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。

3、連接導線

連接熱繼電器的導線截面有一定的要求。如果截面過小，連接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接線吸收，就會減慢熱繼電器的動作時間。

導線連接時一定要牢固可靠，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性能，特別對于較大電流規格的熱繼電器，一定要注意連接線的接觸電阻。

熱繼電器熱元件的額定電流與連接導線的截面對照表

注意：連接線一般用銅芯導線，如果必須用鋁導線時，其截面應為銅線截面的1．8倍左右。

4、熱繼電器復位形式選擇

熱繼電器一般有手動復位和自動復位兩種復位形式，實際工作中應設置為哪種形式，要根據具體情況而定。從控制電路的情況而言，采用按鈕控制的手動起動和手動停止的控制電路，熱繼電器可設置為自動復位形式；采用自動元器件控制的自動起動電路，可將熱繼電器設置為手動復位形式。對于重要設備，熱繼電器動作后，需檢查電動機與拖動設備，為防止熱繼電器再次脫扣，此時宜采用手動復位形式。對于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，也宜采用手動復位形式等等。

5、熱繼電器電流整定值的調整

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（調整后的值小于或等于熱元件的額定電流），以保證電動機能得到有效的保護。

1）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；

2）當電動機起動時間較長，所帶負載具有沖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；

3）當電動機的過載能力較弱時（電機一般低于額定負載運行），整定電流調整為電動機額定電流的60%～80%；

4）對于反復短時工作的電動機，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，電機運行時如果發現熱繼電器經常動作，就逐漸調大其整定值，直到滿足運行要求為止。

5、熱繼電器電流整定值的調整

對于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值的具體情況見下表。

四、熱繼電器的日常維護

1、熱繼電器動作后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后才能按下復位按鈕。

2、當發生短路故障后，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周應檢查一次，具體內容是：熱繼電器有無過熱、異味及放電現象，各部件螺絲有無松動、脫落及接觸**，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。

熱繼電器*常見的故障是誤動作（不應動作時卻動作了）和拒動作（應該動作時卻不動作），究其原因主要是：

1、選型不當；

2、定值不當

3、未能及時維修。

熱繼電器在長期工作中工作狀態會發生變化，*后導致誤動作或拒動甚至毀壞，要注意檢查以下幾點：

1、連接點發熱的原因可能是連接導線截面積小；

2、連接螺釘未擰緊；未用適當的墊片以致壓接面積不夠；

3、通電停電引起熱脹冷縮從而導致連接松動；

4、使用鋁導線造成銅鋁電化腐蝕；

5、連接點灰垢多等。

電動機綜合保護器

電動機綜合保護器系列是在消化吸收國內外電動機保護先進技術的基礎上，采用電流取樣型并結合先進的電子線路來對三相電動機進行斷相（缺相）、過壓、過流保護。本保護器具有斷相保護靈敏、動作可靠、抗三相電源不平衡干擾能力強，并具有良好的反時限特性等優點。保護器并設有運行指示燈，斷相故障指示和過載報警指示，使保護器安裝調試方便，省目直觀。因而具有較高的經濟價值、使用價值。