Реле тепловые Электротехник РТТ
Реле тепловые Электротехник РТТ: устройство, принцип действия и технические характеристики
Реле тепловые серии РТТ, производимые компанией «Электротехник» (г. Чебоксары), представляют собой электромеханические аппараты защиты, предназначенные для обеспечения непрерывного контроля тока нагрузки асинхронных электродвигателей и другого электрооборудования. Основная функция – защита от перегрузок недопустимой продолжительности, включая токи, возникающие при обрыве одной из фаз (несимметрии). Реле РТТ являются современным аналогом классических реле серии РТЛ и РТИ, сохраняя принцип действия, но предлагая улучшенные конструктивные и эксплуатационные характеристики.
Назначение и область применения
Тепловые реле РТТ используются в качестве комплектующих изделий в схемах управления электроприводами, чаще всего в паре с магнитными пускателями серии ПМЛ. Их устанавливают в низковольтных распределительных устройствах, щитах управления, станциях управления и других комплектных устройствах. Основные защитные функции:
- Защита электродвигателей от перегрузок, вызванных механическими неисправностями (заклинивание ротора, повышенное трение), технологическими перегрузками или самозапуском.
- Защита от несимметрии фазных токов (обрыв фазы, перекос фаз).
- Дополнительная защита от токов, возникающих при затяжном пуске или тяжелых условиях пуска.
- В качестве вспомогательного элемента – обеспеление цепи сигнализации о срабатывании защиты.
- Термобиметаллическая система: Сердцевина реле. Состоит из биметаллических пластин (по одной на каждую контролируемую фазу), которые изгибаются при нагреве. Нагрев происходит за счет прохождения тока нагрузки либо непосредственно через пластину (прямой нагрев), либо через специальную нагревательную спираль, навитую вокруг пластины (косвенный нагрев). В реле РТТ, как правило, используется комбинированный нагрев.
- Механизм расцепителя: Преобразует изгиб биметаллической пластины в механическое перемещение, приводящее к переключению контактов.
- Система контактов: Включает в себя нормально-замкнутый (95-96) и нормально-разомкнутый (97-98) контакты. НЗ контакт включается в цепь катушки магнитного пускателя, разрывая ее при срабатывании. НР контакт используется для сигнализации.
- Устройство регулировки тока срабатывания (плавная регулировка): Позволяет в определенном диапазоне (как правило, ±25% от номинального тока) устанавливать ток уставки.
- Кнопка возврата: Может иметь два положения: «Автовозврат» (RESET) и «Ручной возврат» (HAND). В ручном режиме после остывания биметалла реле требует ручного нажатия кнопки для возврата контактов в исходное состояние, что важно для контроля персоналом факта перегрузки.
- Механизм компенсации температуры окружающей среды: Дополнительная биметаллическая пластина, компенсирующая влияние внешней температуры на основную систему, что повышает стабильность тока срабатывания в широком диапазоне температур (обычно от -25°C до +55°C).
- Испытательная кнопка (TEST): Позволяет имитировать срабатывание реле для проверки исправности цепи отключения без подачи тока нагрузки.
- При токе 1,05 Iн – не срабатывает в течение 2 часов (для Iн > 63А – 3 часа).
- При токе 1,2 Iн – срабатывает менее чем за 2 часа.
- При токе 1,5 Iн – время срабатывания от 45 сек до 4 мин (в зависимости от Iн).
- При токе 7,2 Iн – время срабатывания от 2 до 30 сек.
Важно отметить, что тепловые реле не предназначены для защиты от коротких замыканий. Для этой цели в цепи должны быть установлены автоматические выключатели или предохранители.
Конструкция и принцип действия
Конструктивно реле РТТ состоит из следующих основных элементов:
Принцип действия основан на явлении изгиба биметаллической пластины при нагреве. При превышении тока уставки в течение определенного времени, зависящего от величины перегрузки, биметалл изгибается настолько, что приводит в действие механизм расцепителя. Это вызывает переключение вспомогательных контактов. Возврат в исходное состояние возможен только после остывания пластин.
Классификация и типоразмеры
Реле РТТ классифицируются по номинальному току теплового расцепителя и типу присоединения. Основной ряд номинальных токов (Iн) соответствует стандартному ряду: от 0,1 до 630 А. Для удобства монтажа с пускателями ПМЛ, реле выпускаются в нескольких типоразмерах, соответствующих габаритам пускателей.
| Типоразмер | Диапазон номинальных токов теплового элемента (Iн), А | Тип присоединения силовых цепей | Совместимость с пускателями ПМЛ |
|---|---|---|---|
| РТТ-1 | 0,1 – 25 | Винтовые зажимы | ПМЛ-1000, 1500 |
| РТТ-2 | 0,1 – 100 | Винтовые зажимы, комбинированные (винт/быстросъем) | ПМЛ-2000, 2500, 3000 |
| РТТ-3 | 80 – 250 | Винтовые зажимы, шинные выводы | ПМЛ-4000 |
| РТТ-4 | 250 – 630 | Шинные выводы | ПМЛ-5000, 6000 |
Технические характеристики
Ключевые параметры реле тепловых РТТ регламентируются ГОСТ Р 50030.4.1 (МЭК 60947-4-1).
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное рабочее напряжение вспомогательных цепей (Ue) | ~660 В, 400 Гц; =440 В |
| Номинальный ток главной цепи (Ithe) | Зависит от типоразмера (см. Таблицу 1) |
| Диапазон регулировки тока уставки | Обычно от 0,7 до 1,3 Iн (или ±25% от Iн) |
| Количество и тип вспомогательных контактов | 1НО (97-98) + 1НЗ (95-96). Переключающие. Контактная группа на некоторые токи может быть расширена. |
| Степень защиты (IP) | IP00 (для монтажа внутри оболочки аппарата), IP20 (при установке на DIN-рейку в щите) |
| Диапазон рабочих температур окружающей среды | От -25°C до +55°C (с компенсацией) |
| Механическая износостойкость | Не менее 3000 циклов ВО-ВО (включено-выключено) |
| Электрическая износостойкость вспомогательных контактов | Не менее 1000 циклов при номинальной нагрузке |
| Класс отключения | 10А (по ГОСТ Р 50030.4.1). Определяет время-токовую характеристику. |
Время-токовые характеристики (ВТХ) и настройка
Зависимость времени срабатывания от величины тока нагрузки является основной характеристикой теплового реле. Для реле класса 10А при холодном состоянии время срабатывания составляет:
Ток уставки регулируется плавно поворотным регулятором с градуированной шкалой. Настройка производится на значение, равное или незначительно превышающее номинальный ток защищаемого электродвигателя (Iдв), указанный на его шильдике. При этом необходимо учитывать температуру окружающей среды и условия охлаждения. При повышенной температуре (>+40°C) рекомендуется устанавливать уставку на 5-10% выше Iдв, при пониженной – на столько же ниже.
Схемы подключения
Стандартное подключение реле РТТ предполагает последовательное включение силовых полюсов (контакты 1L1-2T1, 3L2-4T2, 5L3-6T3) в разрыв цепи питания электродвигателя после контактов магнитного пускателя. Нормально-замкнутый контакт (95-96) включается последовательно в цепь катушки пускателя, обеспечивая ее разрыв при срабатывании защиты. Нормально-разомкнутый контакт (97-98) может использоваться для включения сигнальной лампы или подачи сигнала в систему АСУ ТП.
Эксплуатация, обслуживание и диагностика
При эксплуатации реле РТТ необходимо периодически проверять надежность электрических соединений, отсутствие механических повреждений и загрязнений. После каждого срабатывания по перегрузке необходимо выявить и устранить ее причину перед повторным пуском. Возврат реле в исходное состояние в режиме HAND осуществляется только после полного остывания биметаллических элементов. Испытательную кнопку TEST рекомендуется использовать при плановых проверках схемы управления. Следует помнить, что тепловое реле не обеспечивает мгновенного отключения при КЗ, поэтому исправность аппаратов защиты от КЗ (автоматов, предохранителей) должна контролироваться отдельно.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем реле РТТ отличается от старых серий РТЛ и РТИ?
Реле РТТ является функциональным аналогом, но имеет более современный дизайн, улучшенную компенсацию температуры окружающей среды, удобную кнопку TEST, часто – комбинированные зажимы для быстрого монтажа. Конструктивно они оптимизированы для совместной работы с пускателями ПМЛ.
Как правильно выбрать номинальный ток теплового элемента для конкретного двигателя?
Необходимо ориентироваться на номинальный ток двигателя (Iдв) при его рабочем напряжении. Номинальный ток теплового элемента (Iн) реле должен быть равен или ближайший больший в ряду номиналов к току двигателя. Далее точная настройка производится регулятором уставки в диапазоне ±25% от Iн.
Почему реле может ложно срабатывать при пуске двигателя?
Если время пуска превышает 10-30 секунд (тяжелый пуск), биметалл успевает нагреться до температуры срабатывания. В таких случаях необходимо: проверить, не занижен ли ток уставки; использовать пускатели с реле, имеющими функцию защиты от затянутого пуска (например, с функцией «антиоднополюсник»); рассмотреть применение частотного преобразователя или двигателя с большим пусковым моментом.
Реле сработало, но биметаллические пластины холодные. В чем причина?
Вероятна механическая неисправность механизма расцепителя или блокировки кнопки возврата. Реле подлежит замене.
Можно ли использовать одно трехполюсное реле для защиты двигателя при двухфазном режиме (например, при подключении через ТН)?
Нет, нельзя. При обрыве фазы в сети до ТН, ток в одной из фаз реле упадет до нуля, и реле может не сработать, в то время как двигатель будет перегреваться. Для таких схем необходимо использовать специальные реле защиты от несимметрии фаз или контролировать ток во всех фазах.
Какова точность срабатывания реле РТТ?
Точность срабатывания теплового реле зависит от многих факторов: температуры окружающей среды, предыстории нагрузки (холодное или горячее состояние), разброса характеристик биметалла. В стандартных условиях (20-40°C, холодное состояние) погрешность обычно находится в пределах ±20%.
Заключение
Тепловые реле Электротехник РТТ остаются надежным, проверенным и экономичным средством защиты асинхронных электродвигателей от перегрузок и несимметрии фаз. Их правильный выбор, настройка в соответствии с паспортными данными защищаемого двигателя и регулярное обслуживание являются обязательными условиями для обеспечения бесперебойной и безопасной работы электрооборудования. Понимание принципа действия, характеристик и ограничений данных аппаратов позволяет инженерно-техническому персоналу эффективно интегрировать их в системы управления электроприводами.