热继电器及其应用于电气设备的过载保护

热继电器是利用电流通过发热元件时产生热量而使内部触头动作的。热继电器主要用于电气设备发热保护，如电动机过载保护。

1.结构与工作原理

热继电器的典型结构及符号如图1-54所示。从图中可以看出，热继电器由电热丝、双金属片、导板、测试杆、推杆、动触片、静触片、弹簧、螺钉、复位按钮和整定旋钮等组成。

图1-54 热继电器的典型结构与符号

该热继电器有1-2、3-4、5-6、7-8四组接线端，1-2、3-4、5-6三组串接在主电路的三相交流电源和负载之间，7-8一组串接在控制电路中，1-2、3-4、5-6三组接线端内接电热丝，电热丝绕在双金属片上，当负载过载时，流过电热丝的电流大，电热丝加热双金属片，使之向右弯曲，推动导板向右移动，导板推动推杆转动而使动触片运动，动触头与静触头断开，从而向控制电路发出信号，控制电路通过电器（一般为接触器）切断主电路的交流电源，防止负载长时间过载而损坏。

在切断交流电源后，电热丝温度下降，双金属片恢复到原状，导板左移，动触头和静触头又重新接触，该过程称为自动复位，出厂时热继电器一般被调至自动复位状态。如需手动复位，可将螺钉（图中右下角）向外旋出数圈，这样即使切断交流电源让双金属片恢复到原状，动触头和静触头也不会自动接触，需要用手动方式按下复位按钮才可使动触头和静触头接触，该过程称为手动复位。

只有流过发热元件的电流超过一定值（发热元件额定电流值）时，内部机构才会动作，使常闭触头断开（或常开触头闭合），电流越大，动作时间越短，例如流过某热继电器的电流为1.2倍额定电流时2h内动作，为1.5倍额定电流时2min内动作。热继电器的发热元件额定电流可以通过整定旋钮来调整，例如对于图1-54所示的热继电器，将整定旋钮向内旋时，推杆位置下移，导板需要移动较长的距离才能使推杆运动而使触头动作，而只有流过电热丝电流较大时，才能使双金属片弯曲程度更大，即将整定旋钮向内旋可将发热元件额定电流调大一些。

2.外形与接线端

图1-55所示为一种常用的热继电器，它内部有3组发热元件和一个常开触头、一个常闭触头，发热元件的一端接交流电源，另一端接负载，当流过发热元件的电流长时间超过整定电流时，发热元件弯曲最终使常开触头闭合、常闭触头断开。在热继电器上还有整定电流旋钮、复位按钮、测试杆和手动/自动复位切换螺钉，其功能说明如图标注所示。

图1-55 一种常用热继电器的接线端及外部操作部件

3.铭牌参数的识读

热继电器铭牌参数的识读如图1-56所示。

热、电磁和固态继电器的脱扣分为四个等级，是根据在7.2倍额定电流时的脱扣时间确定的，具体见表1-2。例如，对于10A等级的热继电器，如果施加7.2倍额定电流，在2～10s内会发生脱扣动作。

图1-56 热继电器铭牌参数的识读

热继电器是一种保护电器，其触头开关接在控制电路中，图1-56所示的热继电器使用类别为AC-15，即控制电磁铁类负载，更多控制电路的电器开关元件的使用类型见表1-3。

表1-2 热、电磁和固态继电器的脱扣级别与时间

表1-3 控制电路的电器开关元件的使用类型(www.xing528.com)

4.型号含义

热继电器的型号含义说明如下：

5.选用

热继电器在选用时，应遵循以下原则：

1）在大多数情况下，可选用两相热继电器（对于三相电压，热继电器可只接其中两相）。对于三相电压均衡性较差、无人看管的三相电动机或与大容量电动机共用一组熔断器的三相电动机，应该选用三相热继电器。

2）热继电器的额定电流应大于负载（一般为电动机）的额定电流。

3）热继电器发热元件的额定电流应略大于负载的额定电流。

4）热继电器的整定电流一般与电动机的额定电流相等。对于过载容易损坏的电动机，整定电流可调小一些，为电动机额定电流的60%～80%；对于起动时间较长或带冲击性负载的电动机，所接热继电器的整定电流可稍大于电动机的额定电流，为其1.1～1.15倍。

6.检测

热继电器检测分为发热元件检测和触头检测，两者检测都使用万用表电阻档。

（1）检测发热元件

发热元件由电热丝或电热片组成，其电阻很小（接近0Ω）。热继电器发热元件的检测如图1-57所示，三组发热元件的正常电阻均应接近0Ω，如果电阻无穷大（数字万用表显示超出量程符号“1”或“OL”），则为发热元件开路。

图1-57 检测热继电器的发热元件

（2）检测触头

热继电器一般有一对常闭触头和一对常开触头，触头检测包括未动作时检测和动作时检测。检测热继电器常闭触头的电阻如图1-58所示，图1-58a为检测未动作时的常闭触头电阻，正常应接近0Ω，然后检测动作时的常闭触头电阻，检测时拨动测试杆，如图1-58b所示，模拟发热元件过电流发热弯曲使触头动作，常闭触头应变为开路，电阻为无穷大。

图1-58 检测热继电器常闭触头的电阻