Schéma zapojení tepelného relé – princip činnosti, nastavení a značení

Elektromotory a další elektrická zařízení mohou být během provozu silně zatěžována a způsobit jejich přehřátí. Časté přehřívání vinutí elektráren vede ke zničení izolačních materiálů a výraznému snížení životnosti, proto konstrukce takových zařízení zahrnuje ochranné tepelné relé (TR). Zapojením tepelného relé do obvodu se zajistí odpojení elektrického zařízení v případě havarijních situací a zabrání se jeho selhání.

Hlavní charakteristiky tepelných relé

Hlavní charakteristiky tepelného relé, které se berou v úvahu při výběru vhodné možnosti:

Jmenovitý ochranný proud. Vybírá se podle jmenovitého zatěžovacího proudu. Jmenovitý proud tepelného relé musí být jedenapůlkrát vyšší než In chráněného motoru.
Interval regulace nastavení provozního proudu.
Schéma napětí a proudu obvodu – konstantní nebo variabilní. Pokud napětí překročí povolené limity, tepelné relé selže.
Nomenklatura a počet pomocných ovládacích kontaktů. Některé TR mají další kontakty, které řídí činnost samotného tepelného relé a obsluhované zátěže.
Spínací výkon. Důležitá vlastnost TP, která charakterizuje výstupní výkon zátěže.
Provozní limit (práh). Jedná se o koeficient, jehož hodnota závisí na hodnotě Inom. Nejčastěji se tento koeficient pohybuje v rozmezí 1,1-1,5.
Citlivost na fázovou asymetrii. Tento parametr se rovná poměru zešikmené fáze k fázi, kterou prochází Inom.
Výletní třída. Charakterizuje průměrnou dobu provozu zařízení.

Konstrukce a princip činnosti tepelných relé

K ochraně elektromotorů a dalších elektrických zařízení se nejčastěji používají TR s bimetalovými deskami.

Konstrukce bimetalového tepelného relé zahrnuje:

Bimetalová deska. Je vyroben ze dvou slitin s různými koeficienty tepelné roztažnosti. Typicky se jedná o invar (nízký Kr) a chromniklovou ocel (vyšší Kr). Jsou svařeny nebo spojeny válcováním. Jeden z těchto kovů se zahřívá rychleji, druhý pomaleji. Při proudovém přetížení se část desky s vysokým Kp ohýbá směrem k druhé části desky, která má nižší Kp. Tento pohyb ovlivňuje skupinu kontaktů přes tlačník.
Instalační regulátor proudu. S jeho pomocí se nastaví maximální hodnota proudu, nad kterou TR odbudí obvod. Ovládací proud se nastavuje zvětšením nebo zmenšením mezery mezi hlavní deskou a tlačníkem.
Elektrické kontakty. Jsou připojeny k vinutí magnetického spouštěče tepelného relé. Typicky má TP dva kontakty – normálně zavřený a normálně otevřený. Když je bimetalový pásek vystaven síle, kontakty změní svou polohu na opačnou.

Bimetalový pásek se zahřívá jedním ze dvou způsobů: přímo v důsledku přetěžovacího proudu nebo nepřímo prostřednictvím samostatného prvku citlivého na teplo. Oba tyto principy lze kombinovat v jednom zařízení, což výrazně zvyšuje jeho účinnost. Pokud jsou překročeny kritické hodnoty proudu spotřebiče, relé otevře obvod a deaktivuje MP a následně i chráněné elektrické zařízení.

Činnost reléového prvku může být ovlivněna zvýšenou okolní teplotou. Pro kompenzaci tohoto jevu a zabránění falešným poplachům obsahuje konstrukce TR přídavné bimetalové desky, které se ohýbají ve směru opačném k prostorové poloze hlavního prvku.

Typy tepelných relé

Výrobci nabízejí několik typů TR, které se liší konstrukčními prvky a typem použitého MP.

TRP. Jednopólové spínací zařízení s možností kombinovaného ohřevu. Používá se ve stejnosměrných sítích, ve kterých napětí nepřesahuje 400 V, k ochraně asynchronních motorů. Odolné vůči nárazům a vibracím.
RTL. Chrání elektromotory před zpožděným startem, proudovou asymetrií, přetížením a výpadkem fáze.
PTT. Poskytuje ochranu asynchronních třífázových strojů se zkratovaným rotorem před přetížením, zpožděným rozběhem a fázovou nesymetrií.
TRN. Používá se ve stejnosměrných napájecích sítích. Slouží ke kontrole spouštění elektroinstalace a provozního režimu motoru.
RTI.Funkce ve spojení s jističi nebo pojistkami.
RTK. Navrženo pro použití v automatizačních obvodech, řídí teplotní režim v krytu elektrického zařízení.

Uvedené TP nechrání elektrické obvody před zkratem.

Schéma zapojení tepelného relé

Připojení TP k napájecím jednotkám se provádí v souladu s pokyny výrobce. Ve většině případů je TP připojen k chráněnému zařízení přes normálně uzavřený kontakt, který je zapojen do série s tlačítkem „stop“. Otevřený kontakt zapne tepelnou ochranu, když proud překročí povolené hodnoty. Schémata pro připojení tepelného relé k okruhu motoru nebo jinému elektrickému zařízení se mohou lišit v závislosti na přítomnosti dalších zařízení.

Standardní schéma zapojení pro tepelné relé

Tepelné relé je instalováno a připojeno spolu s magnetickým startérem, který provádí funkce zapnutí elektrického pohonu. Možnosti jsou možné, když je tepelné relé instalováno na DIN lištu nebo samostatný panel.

Při připojení spotřebiče k síti 220 V nebo 380 V jsou všechny fáze za magnetickým spouštěčem vedeny přes tepelné relé a poté připojeny k elektromotoru. Po zapnutí startovacího tlačítka vstupuje napájecí napětí do vinutí MP, které zapne elektromotor. Pokud se zatěžovací proud zvýší na hodnotu přesahující kritickou hodnotu, aktivuje se tepelné relé a vypne elektromotor.

Tepelné relé TRN má pouze dvě vstupní připojení. V tomto případě je nepřipojený fázový vodič veden přímo ze startéru do motoru. Protože se proud v elektromotoru úměrně mění, lze ovládat pouze dva z nich (jakékoli).

Nastavení tepelného relé

Pro efektivní plnění funkce vypnutí elektromotoru nebo jiného servisovaného zařízení je nutné správně upravit nastavení TP tak, aby byla eliminována pravděpodobnost falešných poplachů. Seřízení se doporučuje provádět na specializovaném stojanu pomocí fiktivních zátěží:

Proud prochází prvkem pro snímání teploty, aby se simulovalo skutečné tepelné zatížení.
Pomocí časovače se určí doba odezvy. Při nastavování pomocí ovládacího šroubu při proudu 1,5 In by doba odezvy neměla být delší než 2,5 minuty, 5-6 In – ne více než 10 sekund.

Značení tepelných relé

Označení označuje většinu důležitých charakteristik TR. Příklad označení: RTL-Х1Х2Х3-Х4-Х5А-Х6А-Х7Х8, kde

Tepelné relé je účinným prvkem ochrany elektromotorů a jiných elektrických zařízení, které je ve srovnání se vstupním jističem výhodné v tom, že není vystaveno falešným poplachům při krátkodobých proudových rázech.