热继电器的使用、安装及维护.doc

热继电器的使用、安装及维护 国家广电总局831台 高雪梅【摘要】：本文对热继电器的结构、性能、工作原理作一介绍，结合实际维护介绍了热继电器的选用、安装、整定，分析了引起热继电器工作异常的原因。并给出应的处理办法。【关键词】：热继电器 使用 安装 整定 维护1. 引 言在电力系统中，为能对电动机等感性设备及电气线路进行过载保护，热继电器是被经常采用的电气设备。在我局各基层台站的维修室、发射机房使用也十分普遍，但对他的维护很少引起大家的重视。以致出现一些故障，影响系统运行。在电子管风机、冷却水泵等重要设备使用中出现故障甚至危及安全播出。笔者结合在电力系统十几年的维护经验在此加一总结，希望对发射台同行有借鉴作用。 2.热继电器的原理热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有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，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。下图为正泰公司生产的JRS1-09-25热继电器外形图：它由发热元件、双金属片、触点及一套传动和调整机构组成。发热元件是一段阻值不大的电阻丝，串接在被保护电动机的主电路中。双金属片由两种不同热膨胀系数的金属片辗压而成。图中所示的双金属片，下层一片的热膨胀系数大，上层的小。当电动机过载时，通过发热元件的电流超过整定电流，双金属片受热向上弯曲脱离扣板，使常闭触点断开。由于常闭触点是接在电动机的控制电路中的，它的断开会使得与其相接的接触器线圈断电，从而接触器主触点断开，电动机的主电路断电，实现了过载保护。热继电器动作后，双金属片经过一段时间冷却，按下复位按钮即可复位。热继电器一般由双金属片组成过流元件，热继电器原理是电流过大时，双金属片发热,从而使其变形、位移,顶开保护触点，接触器控制回路断开,从而使主电路断电,过后温度降低，双金属片冷却,恢复电路的接通,但主电路的自保控制回路已断开,需从新按开始按钮才能重新工作热继电器是用于电动机或其它电气设备、电气线路的过载保护的保护电器。其原理图如下： 热继电器在电动机线路中的工作原理:电动机在实际运行中，负载出现不正常的情况或电路异常使电动机遇到过载，则电动机转速下降、绕组中电流将增大，使得电动机的绕组温度升高。若过载电流不大且过载的时间较短，电动机绕组不超过允许温升，这种过载是允许的。但若过载时间长，过载电流大，电动机绕组的温升就会超过允许值，使电动机绕组老化，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会使电动机绕组烧毁所以这种过载是电动机不能承受的。热继电器利用电流的热效应原理，在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，为电动机提供过载保护的保护电器。使用热继电器对电动机进行过载保护时，将热元件与电动机的定子绕组串联，将热继电器的常闭触头串联在交流接触器的电磁线圈的控制电路中，并调节整定电流调节旋钮，使人字形拨杆与推杆相距一适当距离。当电动机正常工作时，通过热元件的电流即为电动机的额定电流，热元件发热，双金属片受热后弯曲，使推杆刚好与人字形拨杆接触，而又不能推动人字形拨杆。常闭触头处于闭合状态，交流接触器保持吸合，电动机正常运行。若电动机出现过载情况，绕组中电流增大，通过热继电器元件中的电流增大使双金属片温度升得更高，弯曲程度加大，推动人字形拨杆，人字形拨杆推动常闭触头，使触头断开而断开交流接触器线圈电路，使接触器释放、切断电动机的电源，电动机停车而得到保护。所以热继电器通常是直接断开接触器的控制回路来断开主回路的。在我台TSW2500型500KW短波发射机冷凝器风机中应用原理图（FR211为热继电器）如下：冷凝器风机的工作原理是：从低压柜A200内3相380V母排供电至F210，F210为容量10A的微型断路器。F210的出线端接至接触器K211. 热继电器FR211进线端1,3，5插在接触器K211输出端。FR211出线端2,4,6接入冷凝器室的本地开关，本地开关输出端接入风机（本地开关用于检修时断开单只风机电源）。热继电器的辅助接点常闭接点95,96串入接触器K211的线包。当风机故障时，热继电器发热保护使常闭接点95,96断开， K211线包失电后接触器K211断开，从而甩开故障风机。常开接点97,98 串入中间继电器线包。热继电器动作时，中间继电器线包得电使中间继电器常闭接点5,6断开。中间继电器常闭接点5,6串入告警回路给出告警信号。3.热继电器的选用3.1 热继电器通常与交流接触器配合使用，对电动机等感性设备进行过载保护。在选用时应注意如下几个问题：1） 一般较轻载或长期运行的星形连接的小功率电动机，可选用双极型热继电器；三角形连接的电动机，应选用带缺相保护的三极型热继电器。2） 热继电器的额定电流应大于电动机的额定电流。3） 热继电器发热元件的额定电流应略大于电动机的额定电流。3.2 为了保证电动机能够得到充分的过载保护，就必须全面了解电动机的性能，并给其配以合适的热继电器，同时进行必要的整定。工作中在选择热继电器时，我们应考虑以下几点： 1）电动机的型号、规格和特性：电动机的绝缘材料等级有A级、B级、E级等，绝缘材料等级不同，它们的允许工作温度各不相同，因而其承受过载的能力也不相同，在选择热继电器时必须引起注意。另外，电动机结构不同，散热效果也不一样。开启式电动机散热比较容易，而封闭式电动机散热就困难得多，稍有过载，温升较快，其温度就可能超过门限值。所以虽然热继电器的选择从原则上讲是按电动机的额定电流来考虑的，但对于过载能力较差的电动机，它所配的热继电器的额定电流为电动机额定电流的60%80%。 2）正常启动时的启动电流和启动时间：在电机不是频繁启动的场合，必须保证电动机的启动不致使热继电器误动作。当电动机启动电流为额定电流的6倍、启动时间不超过6秒、很少连续启动的条件下，一般可按电动机的额定电流来选择热继电器。 3）电动机的使用条件和负载性质：由于电动机使用条件的不同，对它的要求也不同。如负载性质不允许电动机轻易停转，即便过载会使电动机寿命缩短，也不应让电动机冒然脱扣，以免产生比损坏电动机高许多倍的巨大损失。这种场合最好采用有热继电器和其他保护电器有机地组合起来的保护措施，只有在发生非常危险的过载时方可考虑脱扣。 4）操作频率：当电动机的操作频率超过热继电器的操作频率时，如电动机的反接制动、可逆运转，热继电器就不能提供保护。这时可考虑选用半导体温度继电器进行保护。4. 热继电器的安装、整定安装热继电器时，应注意以下事项：1） 首先应按说明书正确安装。一般都安装在其他电器的下方，以免因其他电器发热影响它的动作准确性。2） 其次热元件的动作电流可以调整（也就是经常所说的整定），调整的电流值（简称整定值）一般等于电动机的额定电流。若起动频繁或起动时间较长的电动机，可使动作电流等于额定值的1.11.5倍。3） 再次，热继电器自动作后，可在2分钟后按手动复位按钮，使它恢复原来的状态，否则它不再动作。一般复原在35分钟后，才允许重新起动电动机。4） 最后,若热元件损坏后，应采用同样规格的热元件更换，不得随意更改规格。5.热继电器的维护热继电器一般由加热元件、控制触头和动作系统、复位机构等组成。它是依靠通过发热元件的负载电流超过允许值时，所产生的持续增大热量使动作机构动作的一种保护电器，主要用于电力拖动系统中保护电动机的过载，及对其他电气设备发热状态的控制，目的是防止电动机等设备长时间严重过载，而导致的电动机等设备绝缘老化加速、使用年限缩短、甚至烧毁的现象发生。 热继电器常见的故障包括：拒绝动作、误动作和动作不稳定时慢时快，产生的原因及其处理办法可以从以下几个方面概括：1）拒绝动作原因及处理办法：原 因：热继电器与电动机等设备不匹配，额定技术值过大或不适合，造成热继电器拒动。处理办法：重新选择额定技术参数。原 因：热继电器外接线螺钉虚接、虚焊。处理办法：将外接线全部检查后接好接实。原 因：动作电流整定值偏大。处理办法：合理调低整定值或使用符合额定电流要求的热继电器。原 因：负荷侧短路或负载电流过大，反复短时操作频率过高或机械机构故障，使热继电器不能动作，导致热元件烧断或脱焊拒动。处理办法：使用新热继电器，或选择带速饱和电流互感器的热继电器。原 因：年久失修，导致机械动作机构和胶木零件的磨损，积尘锈蚀或变形甚至卡住。处理办法：清洁、修理、调整，注意防止热继电器动作特性发生变化，热继电器可调整部件，应调整至整定点位置。原 因：热继电器导板脱出。处理办法：重新放入并校验其是否灵活。原 因：热继电器触头接触不良。处理办法：清除触头表面尘垢或氧化物等。原 因：热继电器动触头杆弹性减小或消失、触头接触不良或烧坏。处理办法：修理动触头杆或触头，必要时进行更换。2）误动作原因及处理办法原 因：整定值偏小。处理办法：合理调高整定值或使用符合额定电流要求的热继电器。原 因：电动机拖动时间过长。处理办法：按电动机启动时间要求选择具有适合可返回时间级数的热继电器，或设计电路使电机启动时将热继电器短接，电机启动后再解除其短接。原 因：操作频率过高。处理办法：合理选用并限定操作频率。原 因：受到强烈外部冲击振动。处理办法：应采取加减震垫等防振措施并选用抗冲击振动性好的热继电器。原 因：热继电器安装不合规定或热继电器周围温度与被保护设备的周围温度相差太大。处理办法：应按两处温度差配置适当的热继电器。3）动作不稳定，时慢时快的原因及处理办法原 因：热继电器内部机构中，可能有个别零部件松动。处理办法：及时紧固零部件。原 因：电流波动太大或外线螺丝没有拧紧，或者热继电器调整试验时中间的冷却状态不同造成双金属片弯折。处理办法：安装稳流器，将外接线螺钉拧紧，使冷却状态保持相同，校验电流表的准确度或更换热继电器。6. 结束语合理、正确选用、安装热继电器，能对电机设备起到保护作用，确保设备安全、可靠运行。但如果不合理、正确选用、安装热继电器或我们在平常工作中不专业细心维