Relay termal — perangkat, prinsip operasi, karakteristik teknis

Relai termal adalah perangkat listrik yang dirancang untuk melindungi motor listrik dari arus berlebih. Jenis relai termal yang paling umum adalah TRP, TRN, RTL, dan RTT.

Prinsip pengoperasian relai termal

Daya tahan peralatan listrik sebagian besar bergantung pada kelebihan beban yang dialaminya selama pengoperasian. Untuk setiap objek, dimungkinkan untuk menemukan ketergantungan durasi aliran arus pada besarnya, di mana dapat diandalkan dan jangka panjang pengoperasian peralatan… Ketergantungan ini ditunjukkan pada gambar (kurva 1).

Pada arus nominal, durasi alirannya yang diizinkan adalah tak terhingga. Aliran arus yang lebih tinggi dari nominal menyebabkan peningkatan suhu tambahan dan penuaan isolasi tambahan. Oleh karena itu, semakin besar beban berlebih, semakin pendek waktu yang diberikan. Kurva 1 pada gambar diatur berdasarkan umur peralatan yang dibutuhkan. Semakin pendek umurnya, semakin besar kelebihan yang diizinkan.

Karakteristik arus waktu dari relai termal dan objek yang dilindungi

Dengan perlindungan objek yang ideal, ketergantungan tav (I) untuk relai termal harus berada sedikit di bawah kurva objek.

Untuk perlindungan beban berlebih, relai termal dengan pelat bimetal.

Pelat bimetal dari termorelay terdiri dari dua pelat, salah satunya memiliki koefisien muai suhu yang lebih tinggi, yang lainnya memiliki yang lebih kecil. Di tempat menempel satu sama lain, pelat dipasang dengan kaku baik dengan pengerolan panas atau dengan pengelasan. Jika pelat seperti itu dipasang diam dan dipanaskan, maka pelat akan lebih sedikit bengkok ke material. Fenomena ini digunakan dalam relai termal.

Bahan baja invar (bernilai kecil) dan non-magnetik atau kromium-nikel (bernilai besar) banyak digunakan dalam relai termal.

Elemen bimetal dari relai termal dapat dipanaskan oleh panas yang dihasilkan di pelat oleh arus beban. Sangat sering, bimetal dipanaskan oleh pemanas khusus yang melaluinya arus beban mengalir. Karakteristik terbaik diperoleh dengan pemanasan gabungan, ketika pelat dipanaskan baik karena panas yang dihasilkan oleh arus yang melewati bimetal dan karena panas yang dihasilkan oleh pemanas khusus, juga oleh arus beban yang disederhanakan.

Membungkuk, pelat bimetalik dengan ujung bebasnya bekerja pada sistem kontak relai termal.

Perangkat relai termal: a — elemen sensitif, b — kontak jumper, 1 — kontak, 2 — pegas, 3 — pelat bimetal, 4 — tombol, 5 — jembatan

Karakteristik waktu saat ini dari relai termal

Karakteristik utama relai termal adalah ketergantungan waktu respons pada arus beban (karakteristik waktu-saat ini).Dalam kasus umum, sebelum kelebihan beban dimulai, arus Io mengalir melalui relai, yang memanaskan pelat ke suhu qo.

Saat memeriksa karakteristik waktu saat ini dari relai termal, harus diperhitungkan dari kondisi mana (dingin atau terlalu panas) relai dipicu.

Saat memeriksa relai termal, harus diperhatikan bahwa elemen pemanas relai termal tidak stabil secara termal pada arus hubung singkat.

Pemilihan relai termal

Arus pengenal relai termal dipilih berdasarkan beban pengenal motor. Arus relai termal yang dipilih adalah (1,2 — 1,3) dari arus motor pengenal (arus beban), yaitu relai termal diaktifkan pada kelebihan beban 20 — 30% selama 20 menit.

Konstanta pemanasan motor listrik tergantung pada durasi kelebihan beban saat ini. Jika terjadi kelebihan beban jangka pendek, hanya belitan motor yang berpartisipasi dalam pemanasan dan konstanta pemanasan 5-10 menit. Jika kelebihan beban berkepanjangan, seluruh massa motor listrik ikut serta dalam pemanasan, dan pemanasan konstan selama 40-60 menit. Oleh karena itu, penggunaan relai termal hanya disarankan bila waktu penyalaan lebih dari 30 menit.

Pengaruh suhu sekitar pada operasi relai termal

Pemanasan pelat bimetal dari relai termal bergantung pada suhu sekitar, oleh karena itu, dengan meningkatnya suhu sekitar, arus operasi relai berkurang.

Pada suhu yang sangat berbeda dari yang nominal, perlu dilakukan pengaturan tambahan (halus) dari relai termal, atau untuk memilih elemen pemanas, dengan mempertimbangkan suhu sekitar yang sebenarnya.

Agar suhu sekitar memiliki pengaruh yang lebih kecil pada arus trip relai termal, perlu untuk memilih suhu trip setinggi mungkin.

Untuk fungsi perlindungan termal yang benar, disarankan untuk menempatkan relai di ruangan yang sama dengan objek yang dilindungi. Relai tidak boleh ditempatkan di dekat sumber panas yang terkonsentrasi - tungku pemanas, sistem pemanas, dll. Relai kompensasi suhu (seri TPH) saat ini sedang diproduksi.

Desain relai termal

Defleksi pelat bimetal lambat. Jika kontak bergerak terhubung langsung ke pelat, maka kecepatan rendah gerakannya tidak akan mampu memadamkan busur yang terjadi saat rangkaian dimatikan. Oleh karena itu, pelat bekerja pada kontak melalui perangkat percepatan. Yang paling sempurna adalah kontak «melompat».

Dalam keadaan mati, pegas 1 menghasilkan torsi relatif terhadap titik 0, yang menutup kontak 2. Pelat bimetalik 3 menekuk ke kanan saat dipanaskan, posisi pegas berubah. Ini menciptakan momen yang membuka 2 kontak sekaligus, memberikan pemadaman busur yang andal. Kontaktor dan starter modern dilengkapi dengan relai termal TRP (fase tunggal) dan TRN (dua fase).

TRP relai termal

Relai arus termal kutub tunggal dari seri TRP dengan arus nominal elemen termal dari 1 hingga 600 A terutama ditujukan untuk perlindungan terhadap kelebihan beban yang tidak dapat diterima dari motor listrik asinkron tiga fase yang beroperasi dari jaringan dengan tegangan nominal hingga 500 V pada frekuensi 50 dan 60 Hz. Relai termal TRP untuk arus hingga 150 A digunakan dalam jaringan DC dengan tegangan nominal hingga 440 V.

Jenis perangkat relai termal TRP

Pelat bimetal dari termorelay TRP memiliki sistem pemanas gabungan. Pelat dipanaskan baik oleh pemanas maupun oleh aliran arus melalui pelat itu sendiri. Saat dibelokkan, ujung pelat bimetal bekerja pada jembatan kontak jumper.

Relai termal TRP memungkinkan penyesuaian halus arus pengoperasian dalam (± 25% dari arus pengaturan nominal). Penyesuaian ini dilakukan dengan kenop yang mengubah deformasi awal pelat. Pengaturan ini dapat secara dramatis mengurangi jumlah opsi pemanas yang diperlukan.

Pengembalian relai TRP ke posisi awal setelah operasi dilakukan dengan tombol. Dimungkinkan juga untuk melakukan pemulihan sendiri setelah bimetal menjadi dingin.

Suhu reaksi tinggi (lebih dari 200 ° C) mengurangi ketergantungan operasi relai pada suhu sekitar.

Pengaturan TRP relai termal berubah sebesar 5% saat suhu sekitar berubah menjadi KUS.

Tahan benturan dan getaran yang tinggi dari thermorelay TRP memungkinkannya digunakan dalam kondisi yang paling sulit.

RTL relai termal

Relai termal RTL dirancang untuk melindungi motor listrik dari kelebihan arus dengan durasi yang tidak dapat diterima. Mereka juga memberikan perlindungan terhadap asimetri arus dalam fase dan terhadap kegagalan salah satu fase. Relai termal listrik RTL dengan kisaran arus 0,1 hingga 86 A.

Relai termal RTL dapat dipasang baik secara langsung pada starter PML dan secara terpisah dari starter (dalam kasus terakhir, harus dilengkapi dengan blok terminal KRL). Relai RTL dan blok terminal KRL telah dikembangkan dan diproduksi yang memiliki tingkat proteksi IP20 dan dapat dipasang pada busbar standar.Nilai arus kontak adalah 10 A.

Relai termal PTT

Relai bahan bakar RTT dirancang untuk melindungi motor induksi sangkar-tupai tiga fase dari beban berlebih dengan durasi yang tidak dapat diterima, termasuk yang diakibatkan oleh hilangnya salah satu fase, serta dari asimetri fase.

Relai PTT dimaksudkan untuk digunakan sebagai komponen dalam rangkaian kontrol penggerak listrik serta untuk pemasangan di starter magnetik Seri PMA untuk arus bolak-balik 660V dengan frekuensi 50 atau 60 Hz, untuk keperluan arus searah 440V.