熱繼電器是電流通過(guò)發(fā)熱元件產(chǎn)生熱量，使檢測(cè)元件受熱彎曲而推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的一種繼電器。由于熱繼電器中發(fā)熱元件的發(fā)熱慣性，在電路中不能做瞬時(shí)過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)。它主要用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)和三相電流不平衡運(yùn)行的保護(hù)及其它電氣設(shè)備狀態(tài)的控制。
熱繼電器的作用和分類(lèi)
在電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中，當(dāng)三相交流電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)長(zhǎng)期帶負(fù)荷欠電壓下運(yùn)行、長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行以及長(zhǎng)期單相運(yùn)行等不正常情況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)繞組嚴(yán)重過(guò)熱乃至燒壞。為了充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，保證電動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)，而當(dāng)電動(dòng)機(jī)一旦出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載時(shí)又能自動(dòng)切斷電路，從而出現(xiàn)了能隨過(guò)載程度而改變動(dòng)作時(shí)間的電器，這就是熱繼電器。顯然，熱繼電器在電路中是做三相交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)用。但須指出的是，由于熱繼電器中發(fā)熱元件有熱慣性，在電路中不能做瞬時(shí)過(guò)載保護(hù)，更不能做短路保護(hù)。因此，它不同于過(guò)電流繼電器和熔斷器。?
按相數(shù)來(lái)分，熱繼電器有單相、兩相和三相式共三種類(lèi)型，每種類(lèi)型按發(fā)熱元件的額定電流又有不同的規(guī)格和型號(hào)。三相式熱繼電器常用于三相交流電動(dòng)機(jī)，做過(guò)載保護(hù)。
按職能來(lái)分，三相式熱繼電器又有不帶斷相保護(hù)和帶斷相保護(hù)兩種類(lèi)型。
熱繼電器的選擇原則
熱繼電器主要用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，使用中應(yīng)當(dāng)考慮電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、起動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)等因素，主要有以下幾個(gè)方面：
①熱繼電器用于保護(hù)長(zhǎng)時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)
a、按電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間來(lái)選擇熱繼電器
熱繼電器在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流為6In時(shí)的返回時(shí)間tf與動(dòng)作時(shí)間td之間有如下關(guān)系：tp=（0.5~0.7）×td，這個(gè)公式中，tf為熱繼電器動(dòng)作后的返回時(shí)間，單位為s；td為熱繼電器的動(dòng)作時(shí)間，單位為s。
按電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為6In時(shí)具有三路熱元件的熱繼電器動(dòng)作特性見(jiàn)表1
表1的環(huán)境條件是：海拔不大于1000m，環(huán)境溫度為40℃。
b、按電動(dòng)機(jī)額定電流來(lái)選擇熱繼電器及整定熱繼電器保護(hù)參數(shù)一般地，熱繼電器的整定電流可按公式IFR=（1.05~1.1）In來(lái)選擇，公式中，IFR為熱繼電器整定值；In為電動(dòng)機(jī)額定電流。
例如30kW的電動(dòng)機(jī)，已知它的額定電流是56A，則熱繼電器的整定電流按公式計(jì)算，則IFR=（1.05~1.1）×In=（1.05~1.1）×56≈58.8A~61.6A，故取熱繼電器的規(guī)格為63A。
對(duì)于過(guò)載能力比較差的電動(dòng)機(jī)，通常按電動(dòng)機(jī)額定電流的60%-80%來(lái)選擇熱繼電器的額定電流。
c、按斷相保護(hù)要求來(lái)選擇熱繼電器
對(duì)于星形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，建議采用三極的熱繼電器；對(duì)于三角形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)當(dāng)采用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器，即脫扣級(jí)別為20或者30。
具有斷相保護(hù)的熱繼電器其動(dòng)作特性見(jiàn)表2
表2 斷相保護(hù)的熱繼電器其動(dòng)作特性
注：熱繼電器的復(fù)位時(shí)間不大于5min，手動(dòng)復(fù)位時(shí)間不大于2min；電流調(diào)節(jié)范圍：66%~100%。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)斷相時(shí)，電動(dòng)機(jī)各繞組的電流、流過(guò)熱繼電器的電流及熱繼電器保護(hù)狀況見(jiàn)表3
表3 動(dòng)機(jī)出現(xiàn)斷相時(shí)各繞組的電流、流過(guò)熱繼電器的電流及熱繼電器保護(hù)狀況
②熱繼電器用于保護(hù)重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)
對(duì)于重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)，例如起重電機(jī)，由于電動(dòng)機(jī)不斷重復(fù)起動(dòng)使得溫升加劇，熱繼電器雙金屬片的溫升跟不上電動(dòng)機(jī)繞組的溫升，則電動(dòng)機(jī)將得不到可靠的過(guò)載保護(hù)，電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)不宜選用雙金屬片熱繼電器，而應(yīng)當(dāng)選用過(guò)電流繼電器或能反映出繞組實(shí)際溫度的溫度繼電器來(lái)實(shí)施保護(hù)。
③選擇用于重載起動(dòng)電動(dòng)機(jī)保護(hù)的熱繼電器
當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)慣性矩較大時(shí)，例如用于風(fēng)機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、空壓機(jī)和球磨機(jī)等設(shè)備的電動(dòng)機(jī)，其起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，一般在5s以上，甚至可達(dá)1min。為了使熱繼電器在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間不動(dòng)作，可采用以下電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)的熱繼電器配套方法。
a、配套方法一：
熱繼電器經(jīng)過(guò)飽和電流互感器接入（說(shuō)明：電動(dòng)機(jī)重載起動(dòng)時(shí)間一般在20~30s，最長(zhǎng)可達(dá)40s）。
b、配套方法二：起動(dòng)時(shí)利用接觸器將熱繼電器熱元件接線(xiàn)端子短接，正常運(yùn)行時(shí)再斷開(kāi)接觸器（說(shuō)明：用于長(zhǎng)時(shí)間的起動(dòng)，需要配套時(shí)間繼電器，可用于反復(fù)起動(dòng)過(guò)程。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)熱繼電器無(wú)法進(jìn)行過(guò)載保護(hù)）。
c、配套方法三：熱繼電器經(jīng)過(guò)電流互感器接入，起動(dòng)時(shí)間用中間繼電器將繼電器熱元件接線(xiàn)端子短接，正常運(yùn)行時(shí)再斷開(kāi)中間繼電器（說(shuō)明：用于長(zhǎng)時(shí)間的起動(dòng)，需要配套時(shí)間繼電器，可用于反復(fù)起動(dòng)過(guò)程。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)熱繼電器無(wú)法進(jìn)行過(guò)載保護(hù)）。
d、采用脫扣級(jí)別為30的熱繼電器（說(shuō)明：用于長(zhǎng)時(shí)間的起動(dòng)，需要配套時(shí)間繼電器，可用于反復(fù)起動(dòng)過(guò)程。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)熱繼電器無(wú)法進(jìn)行過(guò)載保護(hù)）。
注：配套方法二和配套方法三可用普通熱繼電器和普通電流互感器。