Типы, конструкция и принцип действия электротепловых реле
Классификация и УГО электротепловых реле на схемах
Введение
В различной технической литературе встречаются различные термины, которыми называют тепловые реле: электротермическое реле, электротепловое реле, термическое реле, термоэлектрическое реле, температурное реле, тепловое реле, термореле, реле температуры.
В русскоязычном интернете из этих терминов самым популярным является запрос тепловое реле, вторым по популярности является запрос термореле, при этом в рунете попадается множество статей, в которых эти термины являются тождественными, а описываются в этих статьях, как правило, электротепловые реле.
На первый взгляд термины электротепловое реле и термореле обозначают одно и тоже реле, но это только на первый взгляд.
Попытаемся разобраться, что означают эти термины, и какая разница между всеми этими реле, и вообще есть ли эта разница.
Основная же цель статьи — познакомить читателя с электротепловыми реле, их типами, классификацией, конструкцией, принципом работы и условно-графическим обозначением воспринимающей системы и контактов реле на электрических схемах.
Значение составных частей терминов
В первую очередь надо понять значение составных частей этих терминов (слов):
Термо – составная часть сложных слов, указывающая на отношение данных слов к теплоте, температуре [5];
Тепло – первая часть сложных терминов, означающая отношение к теплу, теплоте, тепловой энергии, например, теплоемкость, теплопроводность, теплорегуляция, теплосодержание [15];
Электро – составная часть сложных слов, указывающая на отношение данных слов к электричеству [5].
Как мы видим, слова, в которых есть части термо- или тепло-, относятся к теплоте, но не все упомянутые выше термины относятся к электричеству.
Теперь мы можем четко разделить все эти термины на две группы, а именно: на реле, относящиеся к электричеству, и реле, не относящиеся к электричеству:
- электротермическое реле, электротепловое реле, термоэлектрическое реле — все эти термины относятся к электрическим реле;
- термическое реле, температурное реле, тепловое реле, термореле, реле температуры — все эти термины не относятся к электрическим реле.
Что мы видим? Самые популярные в рунете запросы тепловое реле и термореле попали в одну группу, причем в группу, которая к электрическим реле не относится. Как же так получается?
Разбираемся дальше.
Термины, их определения и пояснения
Теперь посмотрим в разных источниках определения некоторых упомянутых выше терминов:
Реле (франц. relais, от relayer – сменять, заменять) – автоматическое устройство, содержащее релейный элемент и предназначенное для осуществления скачкообразных изменений состояния каких-либо электрических цепей в результате заданных входных воздействий. Реле реагируют на воздействие физических величин или изменения характеристик (свойств) материалов:
акустические – на частоту звуковых колебаний, акустического давления или коэффициент поглощения, коэффициент отражения и т.п.;
магнитные – на напряженность магнитного поля, магнитную индукцию или магнитную проницаемость, коэрцитивную силу и т.п.;
механические – на перемещение, скорость, давление, амплитуду колебаний и т.п.;
оптические – на освещенность, световой поток, частоту световых колебаний;
тепловые – на температуру, тепловой поток;
электрические – на силу тока, напряжение, частоту электрических колебаний;
электромагнитные – на изменение магнитного поля;
магнитоэлектрические – на изменение направления и силы тока, протекающего по обмотке, вращающейся в постоянном магнитном поле.
Реле применяют в автоматике и энергетике, в аппаратуре связи и в вычислительных машинах, в устройствах телемеханики и в измерительной технике.
Наиболее распространены коммутационное реле, реле давления, перемещения, расхода, реле времени, защитное реле. [5].
Релейный элемент – минимальная совокупность деталей, связей между ними, имеющих релейную характеристику. Релейные элементы делятся на контактные (электрические контакты) и бесконтактные. Релейные элементы характеризуются порогом срабатывания, порогом отпускания и быстродействием. При построении дискретных управляющих устройств (например, релейных – реле) релейный элемент рассматривается как их наиболее простая составная часть.
Тепловой релейный элемент – релейный элемент, принцип действия которого основан на различных процессах (электрических и неэлектрических), связанных с изменением температуры, теплового потока и т.д. [5].
Пока вроде всё понятно.
Тепловое реле, термореле – аппарат, реагирующий на одно или несколько значений температуры (в системе пожарной сигнализации, защиты подшипников от перегрева и пр.) или иные величины, преобразованные в температуру (например, силу тока), и приводящие в действие исполнительные устройства в системах сигнализации, защиты или управления [14].
Тут мы видим, что термины тепловое реле и термореле тоже объединены в одну группу, хотя в более поздних источниках такого объединения уже нет.
Тепловое реле – реле, предназначенное для срабатывания при определенных тепловых явлениях [7].
Проанализировав все эти термины, можно сделать вывод, что термин тепловое реле является общим термином для всех реле, которые срабатывают при определенных тепловых явлениях независимо от того, каким образом происходит нагрев воспринимающего элемента реле. При этом термин термореле раньше отождествляли с термином тепловое реле.
В старой технической литературе, например [2], также встречается общее название таких реле как термические реле.
Электротепловое реле – это электрическое реле, работа которого основана на тепловом действии электрического тока [4].
Электротепловое реле – реле, в котором перемещение подвижного контактного элемента происходит вследствие нагревания части реле электрическим током [6].
Электротепловое реле – реле, действие которого основано на явлениях выделения тепла электрическим током [7].
Получается, что определение термина электротепловое реле в разных источниках практически одинаковое и четко указывает на то, что реле относится к электрическим реле, то есть реле, срабатывание которого зависит от какого-то электрического параметра, конкретно тока. Причем в последнем источнике называть электротепловые реле термореле не рекомендуется.
Термин электротепловое реле также можно объединить в одну группу с терминами: термоэлектрическое реле, электротермическое реле, реле электротепловое токовое, тепловое токовое реле.
Температура – один из основных параметров состояния, характеризующий тепловое состояние системы [5].
Температурное реле или реле температуры – тепловое реле, предназначенное для срабатывания при определенных значениях температуры [7].
Тут имеется ввиду, что реле срабатывает при определенной температуре среды, в которой находится воспринимающая система реле, например, вода, пар, масло, газ, и т.п.
Рисунок 1. Классификация тепловых реле по назначению
Исходя из указанных терминов можно классифицировать тепловые реле по назначению, что показывает четкую разницу между типами тепловых реле.
Электротепловое реле предназначено для защиты от перегрузок электрических цепей и электрооборудования (электродвигателей, генераторов).
Температурное реле (термореле) предназначено для контроля температуры жидкости, газа, пара и т.д.
Что в итоге?
Разбор показал, что термин тепловое реле (термическое реле) – это общий термин для группы реле, которые реагируют на изменение тепловых величин.
Первая группа — это электротепловые реле, у которых нагрев биметалла происходит от тепла, развиваемого током, протекающим по самому биметаллу или в помещенном рядом с ним нагревательном элементе.
Вторая группа — это температурные реле (термореле), у которых нагрев воспринимающего элемента (биметалла) происходит от тепла окружающей среды (жидкости, газа, пара).
Следовательно, называть электротепловое реле тепловым реле можно, называть температурное реле (термореле) тепловым реле тоже можно, а называть электротепловое реле термореле или температурным реле на сегодняшний день не совсем грамотно.
Характерным отличительным признаком температурных реле (термореле) от электротепловых реле является отсутствие у термореле нагревательного элемента, который надо подключать в разрыв защищаемой цепи или другого источника электрического тока, то есть у неэлектронных термореле выводы есть только от контактной группы, в то время как у электротепловых реле выводы есть как от контактной группы, так и от нагревательного элемента.
Хорошим примером термореле является дилатометрическое температурное реле типа ТР-200, которое срабатывает при повышении температуры жидкости, в которую погружена воспринимающая система реле.
Стоит отметить, что в старой литературе [1] термин термореле также употребляется для общего обозначения всех групп тепловых реле, но реле, относящиеся к электричеству, называли электрическое термореле.
Далее в статье речь пойдет про электротепловые реле, а температурные реле я опишу в другой статье.