ЧТО ТАКОЕ ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ

Тепловое реле (ТР) – это устройство, назначением которого является отключение (расцепление) электрической цепи при протекании в ней в течение определенного времени тока, превышающего номинальный.

Здесь следует сделать уточнение. Из этого определения следует принцип действия реле – тепловой, о чем речь пойдет в дальнейшем. Такой тип устройства первоначально реагирует не на температуру, а на ток.

Есть реле, которые срабатывают в зависимости от температуры на их чувствительном элементе, но, как правило, их называют термореле.

В данной статье рассматривается первый вариант.

Одним из основных параметров теплового реле является время токовая характеристика (рис.1). Это, естественно, пример, не имеющий отношения к какому либо конкретному устройству и поясняющий принцип действия ТР.

По горизонтальной оси указывается отношение тока, протекающего через электрическую цепь, к номинальному (паспортному) значению реле.

По вертикальной – время, как правило, в секундах.

Любая точка на графике определяет время срабатывания в зависимости от величины превышения рабочего тока над номинальным. Чем больше значение I/In, тем быстрее сработает тепловое реле.

Обратите внимание еще на один момент, на графике по горизонтали указано значение 1,05. При таком превышении реле не сработает никогда.

Нужно заметить, что реальная время токовая характеристика теплового реле будет зависеть от многих факторов, начиная от класса устройства и заканчивая температурой окружающего воздуха.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЛЕ

Схематично принцип действия теплового реле поясняет рис.2.

Протекающий по проводнику ток I вызывает его нагрев, степень которого зависит от величины тока. Проводник имеет тепловой контакт с биметаллической пластиной ПБМ –две полосы, жестко соединенных друг с другом, из металлов с разными коэффициентами температурного расширения.

В результате нагрева происходит изгиб биметалла (рис. 2Б).

Теоретически можно использовать эту же пластину в качестве размыкающейся контактной группы, но на практике такое решение не приемлемо из за низкой скорости размыкания, как следствие возникновения электрической дуги, гашение которой представляет серьезную проблему.

Поэтому при определенном изгибе пластина приводит в действие специальный расцепитель теплового реле (К), который быстро разрывает электрическую цепь (рис.2В). В качестве аналогии можно привести пример действия оружейного курка.

Приводить рабочие чертежи внутреннего устройства теплового реле смысла нет, так как на понимание принципа его действия это не влияет.

Из чего состоит тепловое реле?

В общем случае из:

• воспринимающей части (нагреватель);
• чувствительного элемента (биметаллическая пластина);
• механизма расцепителя.

НАЗНАЧЕНИЕ И ВИДЫ ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ

Область применения ТР определяется устройствами в процессе работы которых возможной увеличение из-за внешних причин протекающего через них тока. Это ведет к перегреву и выходу электрооборудования из строя.

Классический пример – электродвигатель.

При увеличении нагрузки на валу больше допустимой ток через обмотки увеличивается и двигатель "идет в разнос".

Такое же следствие может вызвать обрыв одной из фаз (при трехфазном питании) или снижение питающего напряжения.

В любом случае правильно подобранное тепловое реле является хорошим вариантом защиты.

В зависимости от исполнения ТР могут работать в цепях переменного или постоянного тока.

Кроме того, возможна классификация по количеству рабочих полюсов:

• однополюсные – для цепей однофазного тока;
• двухполюсные – для вариантов, допускающих контроль только двух фаз или отключение фазы и нуля;
• трехполюсные – трехфазные цепи.

Кроме того, тепловые реле могут иметь контакты различных типов: замыкающие, размыкающие, переключающие.

Способ возврата в рабочее состояние может быть ручным или автоматическим.