感应型继电器原理及应用

图6-4　GL—10和GL—20系列感应型电流继电器的结构

1—线圈　2—电磁铁　3—短路环　4—转动铝盘　5—钢片
6—可动框架　7—调节弹簧　8—制动永久磁铁　9—扇形齿轮
10—蜗杆　11—扁杆　12—继电器触点　13—时限调节螺杆
14—速断电流调节螺钉　15—衔铁　16—动作电流调节插销

常用的GL—10和GL—20系列感应型电流继电器的结构如图6-4所示。它有两个系统：一个是感应系统，由线圈1、带短路环3的电磁铁2和装在可动框架6上的转动铝盘4组成，它的动作是有时限的；另一个是电磁系统，由线圈1、电磁铁2和衔铁15组成，它的动作是瞬时的。

当线圈1中有电流通过时，在铁心中产生主磁通的一部分穿过装有短路环的磁极，另一部分穿过无短路环的磁极。在短路环中产生感应电流，它又产生磁通。因此，有短路环的磁极穿过铝盘的综合磁通为

无短路环的磁极穿过铝盘的综合磁通为

磁通在铝盘中感应电动势产生涡流，磁通在铝盘中感应电动势产生涡流。根据电磁感应定理可知，和产生电磁力和产生电磁力。由于两个力方向不同，因此铝盘受到的合成电磁力为

式中，为常数；φ为和之间的相位角。(www.xing528.com)

由于磁通因此电磁力则电磁转矩

当铝盘在转矩作用下转动后，铝盘切割制动永久磁铁8的磁通而在铝盘中产生涡流，这涡流又与制动永久磁铁的磁通作用，产生一个与反方向的制动力矩，且铝盘转动越快，越大，即

当时，铝盘匀速旋转。在和的同时作用下，继电器的铝盘受力有使可动框架6绕轴顺时针偏转的趋势，但受到调节弹簧7的阻力。当继电器线圈中的电流达到某一定值时，铝盘受到的合力克服调节弹簧的阻力，可动框架6便转动，使蜗杆10与扇形齿轮9啮合，此时铝盘转动带动扇形齿轮9上升，最后使继电器触点12切换，同时使继电器的信号牌掉下，从观察孔内可以看到红色或白色的指示，表示继电器已经动作。

图6-5　感应型电流继电器的动作特性曲线

继电器线圈中的电流越大，铝盘转速越快，扇形齿轮沿蜗杆上升的速度越快，因此动作时间也越短，这就是感应型电流继电器的“反时限特性”，如图6-5所示曲线中的ab段，此时继电器铁心尚未饱和。当进一步增大时，铁心达到饱和，铝盘所受转矩不再随的增大而增大，动作时限基本恒定，如图6-5所示曲线中的bc段，称为“定时限”部分。如果增大到速断电流时，GL型电流型继电器的电磁元件瞬时动作（图6-4中的电磁铁2瞬时将衔铁15吸下，使继电器触点12瞬时切换，同时也使信号牌掉下），其动作时间仅仅为继电器本身的固有动作时间，如图6-5所示曲线中的de段，称为“速断特性”部分。

应当注意，GL型电流继电器时限特性曲线上标明的“速断电流倍数”是速断电流与整定的感应元件动作电流之比。GL—10和GL—20系列电流继电器的速断电流倍数一般为2～8。

感应系统的动作电流，可利用改变线圈的匝数（继电器线圈有抽头，接在动作电流调节插销16上）来进行级进调节，也可以利用调节弹簧的拉力来进行平滑调节。电磁系统的动作电流可以利用速断电流调节螺钉14改变衔铁与电磁铁之间的气隙大小来调节。

感应系统的动作时限，是利用时限调节螺杆13来改变扇形齿轮顶杆行程的起点，以使动作特性上下移动来调节的。但应注意，继电器动作时限调节螺杆的标度尺，是以10倍动作电流的动作时限来标度的，也就是说，标度尺上所标示的动作时间，是继电器线圈中通过的电流为其整定电流的10倍时的动作时间。与其他电流相对应的实际动作时间，可从相应的动作特性曲线上查得。

综上所述，感应型电流继电器具有反时限特性和速断特性，而且本身有类似信号继电器的掉牌指示信号，此外继电器触点容量大，在组成保护装置时可不加中间继电器。可见，感应型电流继电器具有前述电磁型电流、时间、信号、中间继电器的功能，从而使保护装置的元件减少，接线简单，因此，在6～10kV用户供配电系统中得到广泛应用。