Для обеспечения безопасной эксплуатации электрооборудования используются различные электронные устройства и другие устройства. Они предназначены для контроля стандартных параметров работы электросистем и в случае аварии их отключения. Ярким представителем таких устройств является электрическое тепловое реле, отключающее электросистему от сети в случае длительного превышения номинального значения рабочего тока. Тепловое реле – это устройство автоматического отключения, которое потребляет электроэнергию в случае сильной перегрузки оборудования током питания.
Сферы использования устройства
Электрические тепловые реле предназначены для предотвращения выхода электродвигателей из строя от перегрузок по рабочему току, в результате которых превышается нормативная рабочая температура последних. Любой электродвигатель имеет номинальный рабочий ток. Критическое превышение этой технической характеристики на длительное время приведет к перегреву обмоток силовой установки, разрушению изоляционного слоя и выходу из строя двигателя в целом.
Устройство тепловой защиты отключает электродвигатель и предотвращает аварии и поломки электродвигателя. Тепловые реле защиты от перегрузки также используются в других сферах народного хозяйства, в быту и на производстве, но их основное назначение – защита электростанций от увеличения тока нагрузки до критических значений. Без этого устройства невозможно безопасно эксплуатировать электродвигатели!
Устройство и принцип работы устройства
Надежность работы электростанций напрямую зависит от различных перегрузок, которым это устройство подвергается в процессе своей работы. Для каждого устройства существуют ограничения по току и их продолжительность, при которых оборудование работает в нормальном и безопасном режиме. При номинальных значениях тока срок службы электродвигателя или любой другой электрической системы ограничивается только механической прочностью вращающихся частей. При длительном превышении этого значения возникает аварийная ситуация.
Устройства с биметаллическими элементами широко используются для защиты электродвигателей и другого оборудования от перегрузок. Эти устройства работают в соответствии с законом физики, описанным учеными Джоулем и Ленце в 19 веке, и определяют зависимость выделяемого тепла от силы тока в определенном участке электрической цепи. Именно этот закон является определяющим в работе электрического теплового реле (расцепителя). В состав устройства входит спираль, которая является излучателем тепла. Непосредственно рядом установлена биметаллическая пластина, реагирующая на излучаемое тепло.
Тепловые пластины состоят из двух металлических сплавов с разной теплопроводностью, которые меняют свою геометрию при нагревании / охлаждении. Это свойство биметаллических элементов заложено в принцип действия теплового расцепителя. При любом увеличении или уменьшении тока нагрузки рабочие пластины меняют свое пространственное расположение и механически воздействуют на толкатель, размыкающий или замыкающий контактные группы теплового реле, подключенного к обмоткам магнитного пускателя (МП). Пускатель двигателя срабатывает и отключает нагрузку от сети. Стандартная конструкция электрического теплового реле показана на рисунке ниже.
На работу тепловых расцепителей с биметаллическими пластинами влияет температура окружающей среды, дополнительно нагревая рабочие элементы конструкции устройства. Чтобы исключить это явление, все устройства данного типа снабжены дополнительными биметаллическими компенсационными пластинами, изогнутыми в противоположном направлении относительно основных элементов.
Компенсатор – это регулятор рабочего тока устройства. Для регулировки используется эксцентрик со шкалой, разделенной на две части. При повороте ручки компенсатора влево значение рабочего тока уменьшается, а при перемещении вправо – соответственно увеличивается. Значения тока срабатывания расцепителя регулируются путем увеличения / уменьшения расстояния между толкателем и основной пластиной из-за воздействия эксцентрика на дополнительную биметаллическую пластину.
Важно! При прерывании или отключении одной из фаз электропитания в трехфазной сети ток нагрузки в оставшихся двух фазах увеличивается, что приводит к срабатыванию электротермического реле. Исходя из этого, можно сказать, что тепловой расцепитель – это защита электродвигателя от работы в аварийной ситуации с обрывом фазы.
Типы реле тепловой защиты
Следует отметить, что на современном рынке электротехнической продукции существует несколько видов модулей тепловой защиты для электрических блоков. Каждый из этих типов устройств используется в конкретной ситуации и для определенного типа электрического оборудования. К основным типам реле тепловой защиты относятся следующие конструкции.
- РТЛ – электромеханическое устройство, обеспечивающее качественную тепловую защиту трехфазных электродвигателей и других энергоустановок от критических перегрузок по потребляемому току. Кроме того, этот тип теплового реле защищает электрическую систему при разбалансе фаз питания, задержке пуска устройства, а также при механических проблемах с ротором: блокировка вала и т.д. Устройство монтируется на контактах PML (магнитный пускатель) или как самостоятельный элемент с клеммной колодкой KRL.
- RTT – это трехфазное устройство, предназначенное для защиты электродвигателей с короткозамкнутым ротором от перегрузок по току, дисбаланса фаз питания и механических повреждений ротора, а также от отложенного пускового момента. Он имеет две возможности установки: как независимое устройство на панели или в сочетании с магнитными пускателями PME и PMA.
- РТИ – трехфазный вариант электрического теплового расцепителя, защищающего электродвигатель от теплового повреждения обмоток при критическом превышении значений потребляемого тока, от длительного пускового момента, асимметрии фаз питания и в случае механических повреждений повреждение движущихся частей ротора. Устанавливается на магнитные контакторы КМТ или КМИ.
- ТРН – это двухфазное устройство электротермической защиты электродвигателей, обеспечивающее контроль длительности и пускового тока в нормальном рабочем режиме. Возврат контактов в исходное состояние после аварийного срабатывания осуществляется только вручную. Работа этого выпуска полностью не зависит от температуры окружающей среды, что важно для жаркого климата и жарких производств.
- РТК – это электрический тепловой расцепитель, с помощью которого можно регулировать только один параметр – температуру металлического корпуса электроустановки. Контроль осуществляется с помощью специального щупа. При превышении критического значения температуры устройство отключает электросистему от питающей сети.
- Твердотельное – тепловое реле, не имеющее в своей конструкции движущихся элементов. Работа выброса не зависит от температурного режима окружающей среды и других характеристик атмосферного воздуха, что актуально для взрывоопасных производств. Обеспечивает контроль над продолжительностью разгона электродвигателей, оптимальным током нагрузки, обрывом фазных проводов и заклиниванием ротора.
- RTE – это предохранительный термостат, который по сути является предохранителем. Устройство изготовлено из легкоплавкого металлического сплава, который плавится при критических температурах и прерывает цепь, питающую электрическую систему. Этот электротехнический продукт монтируется прямо в корпус электростанции в штатном месте.
Из приведенной выше информации видно, что в настоящее время существует несколько типов электротермических реле. Все они используются для решения одной задачи: защиты электродвигателей и других электроэнергетических систем от токовых перегрузок с повышением температур рабочих частей агрегатов до критических значений.
Где я могу купить
Приобрести устройство можно в кратчайшие сроки в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным вариантом с точки зрения соотношения цены и качества остается вариант покупки в интернет-магазине Алиэкспресс. Обязательное долгое ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас многие товары находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе можно выбрать опцию «Доставка из РФ»:
 Тепловое реле LRD06 |
 Тепловое реле, 3 контакта |
 Тепловое реле JRS1-25 |
 Тепловое реле 16/22 / 32A |
 Тепловое реле JRS1-40-80, 80А |
 Тепловое реле JR36-20 |
Схема подключения теплового реле
Чаще всего к магнитному пускателю подключают тепловое реле. Силовые контакты устройства позволяют устанавливать его на беспроводной МП. Существуют также модели термозащиты, которые можно установить как отдельный модуль на монтажную пластину или DIN-рейку в электрическом шкафу. На рисунке ниже представлена блок-схема подключения теплового реле по действующему ГОСТу.
На следующем рисунке показана схема управления электродвигателем, отключающая его от сети в случае аварии: перегрузки по току или обрыва провода одной из фаз.
Для неопытного человека все эти принципиальные схемы абсолютно ничего не значат, поэтому на следующем рисунке будет более понятна схема подключения электрического теплового реле для простого потребителя с фотографиями всех элементов, входящих в систему защиты электродвигателей от перегрузок по току.
Давайте кратко рассмотрим, как работает эта система защиты двигателя. Входной автомат подает фазу через нормально замкнутую аварийную кнопку «Стоп» на разомкнутую кнопку «Пуск». При его включении напряжение питания падает на обмотку магнитного пускателя, которая последовательно включает электродвигатель. Все фазы сетевого питания электродвигателя проходят через катушки реле с биметаллическими элементами. В случае увеличения тока нагрузки до максимальных значений срабатывает тепловая защита и блок управления обесточивается.
Внимание! Электрическое тепловое реле устанавливается в цепи питания после всех типов контакторов, но перед электродвигателем или другим электрооборудованием. Устройство, размыкающее цепь, включается кнопкой «Стоп». Все элементы системы защиты соединены последовательно.
Выбор электротермического реле
Выбор термостата зависит от многих факторов его работы: температуры окружающей среды; где он установлен; мощность подключенного оборудования; необходимые средства предупреждения и так далее. Чаще всего потребитель делает выбор, исходя из следующих технических характеристик устройства.
- Для однофазных сетей необходимо выбирать тепловое реле с функцией автоматического сброса и возвращать контакты в исходное состояние через определенный промежуток времени. Это устройство снова активируется, если аварийный сигнал не исчезнет и перегрузка оборудования по току продолжает существовать.
- Для жаркого климата и жарких цехов следует использовать тепловые реле с компенсатором температуры воздуха. К ним относятся модели с обозначением TRV. Они способны нормально работать в широком диапазоне наружных температур.
- Для оборудования, ответственного за отключение фазы, должна использоваться соответствующая тепловая защита. Практически все модели тепловых реле способны отключать электрические системы в случае возникновения такой ситуации, поскольку отключение одной фазы значительно увеличивает ток нагрузки на двух других.
- Тепловые реле со световой индикацией чаще всего используются в промышленности, где нужно быстро реагировать на чрезвычайные ситуации. Светодиодные датчики состояния позволяют оператору визуально контролировать рабочий процесс.
Цена реле тепловой защиты может варьироваться в очень широком диапазоне. Стоимость устройства зависит от многих факторов: общих технических характеристик, наличия дополнительных функций, используемых при изготовлении материалов, а также популярности производителя устройства. Минимальная цена теплового реле составляет около 500 рублей, а максимальная может достигать нескольких тысяч. Реле известных производителей в обязательном порядке дополняются паспортом с подробным описанием технических характеристик, а также полной инструкцией по подключению устройства к электроустановкам.
Достоинства устройства
Внутри тепловое реле представляет собой автомат для отключения электрооборудования от источника питания. Но в отличие от простого переключателя включения / выключения электрическое тепловое реле имеет ряд следующих существенных преимуществ:
- различные варианты коммутации: выносная установка в электрошкафах или прямая установка на магнитных пускателях.
- возможность регулировки времени и момента срабатывания исходя из тока перегрузки и продолжительности его воздействия на электрооборудование;
К другим преимуществам тепловых реле можно отнести небольшие размеры, вес и, конечно же, стоимость, а также простоту конструкции и высокую надежность в эксплуатации. Определенным недостатком устройства является необходимость периодических регулировок и проверок.
Заключение
Электрическое (расцепляющее) тепловое реле является одним из важнейших элементов системы защиты электродвигателей и другого электрооборудования. Это устройство способно защитить электрическую систему от возможных перегрузок. Тепловой расцепитель не подвержен ложным отключениям нагрузки во время кратковременных пиков тока, что выгодно отличает его от входного автоматического выключателя. Реле тепловой защиты может быть установлено не только вместе с МП, но и как самостоятельное устройство защиты.
PS Подключайте тепловое реле к сетям питания в полном соответствии с инструкцией по эксплуатации. Если у вас нет достаточного опыта выполнения подобных работ, лучше обратиться к специалистам. Отремонтировать прибор самостоятельно можно, если у вас есть базовые знания в области электротехники. В противном случае термостат необходимо отремонтировать в специализированном сервисном центре!
