Реле РТЛ КЭАЗ

Реле РТЛ КЭАЗ: полное техническое описание, принцип действия и применение

Реле РТЛ производства Курского электроаппаратного завода (КЭАЗ) представляет собой электромагнитное реле тока, предназначенное для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности, включая работу на двух фазах, а также от токов, возникающих при заклинивании ротора. Устройство является прямым аналогом реле серии ТРН и РТТ, но с существенно модернизированной конструкцией и улучшенными характеристиками. Основное функциональное назначение РТЛ – реализация токовой отсечки с выдержкой времени (защита от перегрузки), что дополняет мгновенную защиту от коротких замыканий, обеспечиваемую автоматическими выключателями или предохранителями.

Принцип действия и конструктивные особенности

Реле РТЛ является комбинированным устройством, сочетающим в себе измерительный элемент и механизм выдержки времени. Принцип действия основан на деформации биметаллической пластины под воздействием тепла, выделяемого протекающим через реле током нагрузки. Биметаллическая пластина состоит из двух прочно соединенных металлов с разными коэффициентами линейного расширения. При нагреве пластина изгибается, и при достижении заданного уровня деформации (соответствующего уставке срабатывания) происходит воздействие на механизм свободного расцепления, который размыкает силовые контакты реле.

Конструктивно реле РТЛ состоит из следующих ключевых узлов:

• Электромагнитная система (расцепитель): Включает в себя три Ш-образных магнитопровода, на каждом из которых расположена катушка, включаемая последовательно в цепь фазы двигателя. Внутри магнитопровода находится подвижный якорь, связанный с толкателем, воздействующим на биметаллическую пластину. Эта система обеспечивает ускоренное срабатывание при резких перегрузках и токах «обрыва фазы».
• Биметаллические пластины: Три пластины (по одной на фазу), нагреваемые как непосредственно током нагрузки (косвенный нагрев), так и дополнительными нагревательными элементами (прямой нагрев). Такая комбинированная система обеспечивает стабильную и предсказуемую время-токовую характеристику.
• Механизм свободного расцепления: Преобразует движение биметаллической пластины в движение силовых контактов. Имеет ручной взводной рычаг и кнопку «Возврат».
• Узел уставок: Регулировочное устройство, позволяющее плавно изменять ток срабатывания в пределах, указанных для каждой модели. Регулировка осуществляется поворотом эксцентрика, изменяющего первоначальный изгиб биметаллической пластины.
• Силовые контакты: Одна нормально разомкнутая (95-96) и одна нормально замкнутая (97-98) контактные пары, рассчитанные на коммутацию цепей управления (катушек магнитных пускателей, контакторов, сигнальных цепей).
• Клеммы для подключения: Входные (1-3-5) и выходные (2-4-6) клеммы для последовательного включения в силовую цепь двигателя, а также клеммы для вспомогательных контактов.

Основные технические характеристики и параметры

Реле РТЛ характеризуется рядом ключевых параметров, определяющих область его применения.

Номинальные токи и диапазоны уставок

Серия РТЛ выпускается в нескольких типоразмерах, каждый из которых охватывает определенный диапазон номинальных токов. Уставка срабатывания регулируется плавно в пределах, указанных для каждого реле.

Тип реле РТЛ	Диапазон регулировки тока уставки, А	Номинальный ток теплового расцепителя, Iн, А
РТЛ-1001	0,1 — 0,63	0,63
РТЛ-1002	0,63 — 1,6	1,6
РТЛ-1003	1,6 — 4,0	4,0
РТЛ-1004	4,0 — 10,0	10,0
РТЛ-1005	5,5 — 16,0	16,0
РТЛ-1006	16 — 32	32
РТЛ-1007	32 — 63	63
РТЛ-1008	63 — 100	100
РТЛ-1009	100 — 160	160

Время-токовые характеристики (ВТХ)

ВТХ реле РТЛ является обратнозависимой: чем больше перегрузка, тем меньше время срабатывания. Характеристика нормирована и гарантируется производителем. Важными точками характеристики являются:

• Срабатывание при номинальном токе (I/Iн = 1): Не происходит в течение неограниченно долгого времени.
• Срабатывание при токе 1,2*Iн: Время срабатывания не более 20 минут (зависит от предшествующего теплового состояния).
• Срабатывание при токе 1,5*Iн: Время срабатывания не более 150 секунд (для холодного состояния).
• Срабатывание при токе 6*Iн: Время срабатывания от 5 до 25 секунд (защита от заклинивания ротора).
• Срабатывание при обрыве одной фазы: При номинальной нагрузке на оставшихся двух фазах срабатывание происходит примерно за то же время, что и при перегрузке 1,5*Iн в трехфазном режиме.

Прочие технические параметры

• Номинальное напряжение изоляции: 660 В переменного тока частоты 50 Гц.
• Номинальный ток вспомогательных контактов: 10 А в цепях переменного тока (AC-11) при напряжении до 380 В.
• Механическая износостойкость: Не менее 3000 циклов ВО-ВО.
• Степень защиты: IP00 (для установки в защищенных шкафах и пультах).
• Климатическое исполнение: У3, УХЛ3 по ГОСТ 15150.
• Подключение: Включение последовательно в силовую цепь каждой фазы двигателя. Проводники подключаются к верхним (1,3,5) и нижним (2,4,6) зажимам.

Схемы подключения и взаимодействие с аппаратурой управления

Реле РТЛ является ключевым элементом в стандартных схемах управления асинхронным двигателем с использованием магнитного пускателя (контактора). Оно включается последовательно после силовых контактов пускателя и перед электродвигателем. Нормально замкнутый контакт реле РТЛ (97-98) разрывает цепь питания катушки пускателя, обеспечивая его отключение при срабатывании защиты. Нормально разомкнутый контакт (95-96) может использоваться для сигнализации (например, включения светового табло «Перегрузка»).

Типовая схема подключения:

• Фазные проводники L1, L2, L3 подключаются через силовые контакты пускателя KM к входным клеммам реле РТЛ (1,3,5).
• Выходные клеммы реле (2,4,6) соединяются с клеммами электродвигателя M.
• Нормально замкнутый контакт РТЛ (97-98) включается последовательно в цепь катушки пускателя. При срабатывании реле этот контакт размыкается, обесточивая катушку и отключая двигатель.
• После остывания биметаллических пластин реле возвращается в исходное состояние нажатием кнопки «Возврат» на его корпусе, после чего возможен повторный пуск.

Выбор и настройка реле РТЛ

Правильный выбор и настройка реле являются критически важными для обеспечения надежной защиты двигателя.

Алгоритм выбора:

1. Определение номинального тока защищаемого электродвигателя (Iдв) по паспортной табличке.
2. Выбор типоразмера реле РТЛ, у которого диапазон регулировки тока уставки перекрывает значение Iдв. Рекомендуется, чтобы номинальный ток двигателя находился в средней трети диапазона регулировки выбранного реле.
3. Учет условий пуска: При тяжелых или продолжительных пусках необходимо убедиться, что время-токовая характеристика реле не приведет к ложному срабатыванию во время пуска. В таких случаях может потребоваться выбор реле с несколько большим диапазоном и последующая точная настройка.

Процедура настройки:

1. На регуляторе уставки установить значение, равное номинальному току двигателя.
2. При наличии возможности провести испытание под нагрузкой: после нескольких рабочих циклов двигателя под номинальной нагрузкой, реле не должно срабатывать. При перегрузке на 20-30% срабатывание должно происходить в пределах, указанных в технической документации.
3. Корректировка уставки: если при номинальной нагрузке происходит срабатывание, уставку можно незначительно увеличить. Если двигатель перегревается, а реле не срабатывает, уставку необходимо уменьшить. Важно помнить, что основным защитным элементом от перегрева обмоток является именно правильно настроенное реле.

Преимущества и недостатки реле РТЛ

Преимущества:

• Надежность и простота: Отсутствие электронных компонентов обеспечивает высокую стойкость к помехам и перепадам напряжения в сети.
• Независимость от напряжения питания: Для работы реле не требуется внешний источник оперативного тока, что повышает надежность защиты.
• Защита от обрыва фазы: Встроенная функция, не требующая дополнительных устройств.
• Ремонтопригодность: Возможность замены отдельных элементов (биметаллических пластин, контактов).
• Визуальная индикация срабатывания: Положение взводного рычага четко указывает на состояние реле.
• Совместимость: Полная взаимозаменяемость с реле ТРН и аналогичными по установочным и присоединительным размерам.

Недостатки:

• Инерционность: Не подходит для защиты от коротких замыканий, требует обязательного применения предохранителей или автоматических выключателей.
• Точность: Класс точности ниже, чем у современных электронных тепловых реле. Зависимость характеристики от температуры окружающей среды (требует температурной компенсации или корректировки уставки).
• Однофункциональность: Выполняет только функцию тепловой защиты, в отличие от электронных аналогов, которые могут совмещать защиту от перегрузки, обрыва фазы, дисбаланса, заклинивания и т.д.
• Необходимость ручного возврата: После срабатывания требуется физическое вмешательство оператора, что не всегда удобно в схемах с автоматическим повторным включением.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем реле РТЛ отличается от электронного теплового реле (например, IEK РТЭ или EKF PROxima)?

РТЛ – электромеханическое устройство с биметаллическим принципом действия. Электронные реле используют трансформаторы тока и микропроцессор для анализа тока. Электронные аналоги обладают более высокой точностью, меньшей зависимостью от температуры среды, имеют регулируемые и сменные ВТХ, встроенные функции защиты от обрыва фазы и дисбаланса, а также возможность дистанционного сброса. Однако они требуют питания цепей измерения/управления, обычно дороже и могут быть более чувствительны к электромагнитным помехам в harsh-средах.

Можно ли использовать одно реле РТЛ для защиты двух двигателей, работающих параллельно?

Нет, это категорически не рекомендуется. Реле настраивается на номинальный ток конкретного двигателя с учетом его индивидуальных условий пуска и работы. Защита двух двигателей одним реле не обеспечит селективности и правильной защиты каждого из них. Для каждого двигателя должен быть установлен свой защитный аппарат.

Что делать, если реле РТЛ постоянно срабатывает при штатном пуске двигателя?

Необходимо проверить: 1) Соответствие уставки реле номинальному току двигателя. 2) Длительность и величину пускового тока. При тяжелых пусковых условиях может потребоваться незначительное увеличение уставки (максимум до 1,05-1,1*Iн), но только после проверки, что при длительной работе на номинале двигатель не перегревается. Альтернативой является применение реле с функцией «защиты от заклинивания» (например, РТЛ-С), имеющего специальную характеристику, допускающую более длительный пуск.

Как осуществляется температурная компенсация в реле РТЛ?

Биметаллические пластины в реле РТЛ имеют собственную температурную компенсацию за счет симметричной конструкции. Однако при значительном отклонении температуры окружающей среды от +40°C (стандартной калибровочной температуры) рекомендуется проводить корректировку уставки в соответствии с таблицей поправок в техническом паспорте изделия или устанавливать реле в условиях, близких к температурным условиям работы двигателя.

Каков порядок действий после срабатывания реле на перегрузку?

1. Выявить и устранить причину перегрузки (проверить механическую часть привода, наличие заклинивания, снижение напряжения сети). 2. Дать реле и двигателю остыть (время возврата реле в исходное состояние при снятии нагрузки составляет около 5-10 минут). 3. Произвести ручной возврат реле в исходное положение нажатием кнопки «Возврат». 4. Включить двигатель. Если срабатывание повторяется без видимой перегрузки, проверить правильность настройки реле и состояние изоляции обмоток двигателя.

Можно ли подключить реле РТЛ в двухфазную сеть?

Нет, реле РТЛ рассчитано на работу в трехфазной сети. При подключении только к двум фазам защита будет неполноценной, так как ток в третьей фазе не контролируется, и функция защиты от перекоса фаз и обрыва одной из фаз теряет смысл. Для защиты в однофазных или двухфазных сетях следует использовать специализированные устройства.

Заключение

Реле тока РТЛ производства КЭАЗ остается востребованным и надежным аппаратом для защиты асинхронных электродвигателей в промышленных установках, несмотря на появление современных электронных аналогов. Его ключевые преимущества – простота, надежность, независимость от источника питания и проверенная временем конструкция – делают его оптимальным выбором для типовых применений с нормальными условиями пуска и работы, особенно в условиях, где важна ремонтопригодность и стойкость к неблагоприятным факторам. Правильный выбор типоразмера, точная настройка на номинальный ток защищаемого двигателя и регулярная проверка в составе электрооборудования обеспечивают длительный и безотказный срок службы как самого реле, так и защищаемого им электропривода.