摘要：分析了熱繼電器和電子繼電器的工作原理及特點，比較了兩種熱繼電器的各項性能。

關(guān)鍵詞：熱繼電器；過載保護；過流

引言

三相異步電動機在工業(yè)中應(yīng)用很廣泛。為了降低生產(chǎn)成本，保證系統(tǒng)的安全運行，對三相異步電動機可以采用熱繼電器保護。熱繼電器雖然對三相異步電動機可起到一定的保護作用，但也存在著一定的缺點，如繼電器反應(yīng)不夠靈敏，可能導(dǎo)致電動機繞組燒毀。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子繼電器應(yīng)運而生，由于其性能穩(wěn)定可靠、靈敏度高，必將逐步替代熱繼電器，成為保護電動機的可靠衛(wèi)士。

1 熱繼電器

1．1 熱繼電器的工作原理

熱繼電器是用于電動機或其他電氣設(shè)備、電氣線路過載保護的保護電器。電動機在實際運行中，如拖動生產(chǎn)機械進行工作的過程中，若機械出現(xiàn)不正常的情況或電路異常使電動機遇到過載，則電動機轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將增大，使電動機的繞組溫度升高。如果過載電流不大且過載時間較短，電動機的繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的；但如果過載時間長、過載電流大，電動機繞組的溫升就會超過允許值，使電動機繞組老化，縮短電動機的使用壽命，嚴重時甚至會使電動機繞組燒毀。熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動機不能承受的過載時切斷電動機電路，為電動機提供過載保護的保護電器。

使用熱繼電器對電動機進行過載保護時，將熱元件與電動機的定子繞組串聯(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，并調(diào)節(jié)整定電流調(diào)節(jié)旋鈕，使人字形撥桿與推桿相距適當距離。在電動機正常工作時，通過熱元件的電流即為電動機的額定電流，熱元件發(fā)熱后雙金屬片受熱彎曲，使推桿恰好與人字形撥桿接觸而又不能推動人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態(tài)，交流接觸器保持吸合，電動機正常運行。

若電動機出現(xiàn)過載情況，繞組中的電流增大，通過熱繼電器元件中的電流增大，使雙金屬片溫度升得更高，金屬片的彎曲程度加大并推動人字形撥桿，而人字形撥桿又推動常閉觸頭使觸頭斷開，從而斷開交流接觸器線圈電路，使接觸器釋放、切斷電動機的電源，電動機停車而得到保護。

1．2 熱繼電器保護功能的不足

（1）功耗大。由于電動機主回路運行電流直接通過繼電器，功耗大、發(fā)熱嚴重，可能造成熱繼電器誤跳閘，影響正常生產(chǎn)。

（2）設(shè)定值不準確，動作誤差大。熱繼電器動作的設(shè)定值是通過手動調(diào)節(jié)機械旋鈕來設(shè)定，其調(diào)節(jié)誤差大。

（3）動作精度差。過流保護是當通過電路的電流超過一定值時引起熱繼電器的熱敏金屬片發(fā)熱變形而使繼電器動作，切斷回路。隨著熱敏應(yīng)變片使用次數(shù)的增多，其反應(yīng)變得遲緩，并且受外部環(huán)境如溫度、粉塵、回路電阻等因素的影響，動作精度變差。

（4）熱繼電器反時限特性單一。該特性是由其自身結(jié)構(gòu)和金屬片的材質(zhì)決定的。

（5）斷相保護功能差。熱繼電器對電動機斷相故障的反應(yīng)不靈敏，經(jīng)常是熱繼電器雖已動作，但電動機已燒壞。

1．3 電動機的常見故障

電動機內(nèi)部故障主要有斷路、匝間短路、接地3種，常發(fā)生在引出線、元件接頭處。外部故障主要有斷相、過電流2種，斷相往往是由于電動機引出線與外部接線脫落引起的，過電流是由于電動機拖動關(guān)與熱繼電器雙重保護裝置，斷相及過電流主要是依靠熱繼電器進行保護。

2 電子繼電器

電子繼電器出現(xiàn)后，該玻璃廠選用SK一2000A、B、C智能電子繼電器代替原來的熱繼電器作為電動機保護元件。SK一2000A、B、C型智能電子繼電器分別適用于功率為1～5 kW、5～25 kW、17．5～40 kW的電動機。經(jīng)過1年時間的使用，發(fā)現(xiàn)電子繼電器動作可靠、靈敏，并且該繼電器的外形尺寸與原熱繼電器相差不大，因而控制線路改動不大。

2．1 電子繼電器的工作原理

電子繼電器采用4只內(nèi)置電流互感器對電動機電流檢測，其中斷相與過流采樣系統(tǒng)相互獨立。當供電線路缺相或斷相時，斷相傳感器所感應(yīng)的信號通過邏輯門電路處理后輸人中心控制電路，經(jīng)過2 S的延時，中心控制電路輸出控制信號，使內(nèi)置繼電器動作、輸出觸點斷開，從而使交流接觸線圈釋放，電動機供電被切斷。

當電動機過流或過載，電動機主回路電流大于過流調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定值時，電流采樣信號經(jīng)與電流設(shè)定值比較輸入中心控制電路，再由批示電路驅(qū)動設(shè)置指示燈閃亮。當過載時間達到設(shè)定值時，中心控制電路輸出信號使內(nèi)置繼電器動作、輸出觸點斷開，電動機供電被切斷。

2．2 電子繼電器的特點

（1）故障信號采用穿孔式電流取樣，與主回路脫離，避免了發(fā)熱。

（2）增加了延時范圍3～60s電流調(diào)節(jié)旋鈕，解決了設(shè)定保護電流與動作時限配合問題，使用者可以根據(jù)設(shè)備的具體情況靈活地選用延時設(shè)定值。

（3）因?qū)嘞喙收喜扇—毩⒌娜有盘栂到y(tǒng)，使電子繼電器能在（2±0．5）s時限內(nèi)準確、迅速地動作而保護電動機。

（4）智能化管理，能正確判斷故障，指出故障原因并保持記憶，以方便維修人員檢修。

3 熱繼電器與電子繼電器的性能對比

表1為電子繼電器與熱繼電器各項性能的對比。

4 使用電子繼電器的注意事項

（1）電子繼電器的整定電流按要求設(shè)定后，在使用中切不可隨意調(diào)節(jié)，運行穩(wěn)定后最好用蠟封好。

（2）復(fù)位按鈕最好設(shè)在“手動”位置，只有按下復(fù)位按鈕方可復(fù)位，這樣能提醒維修人員查清故障原因，避免誤操作。