Реле времени электротепловые типа РТН-1 и РТН-2
Назначение
Термобиметаллические газонаполненные реле времени РТН-1 и РТН-2 предназначены для коммутации с выдержкой времени электрических цепей постоянного и переменного тока в радиоэлектронной аппаратуре, а также аппаратуре промышленной автоматики, телемеханики и связи.
Разработчик и производитель: Термобиметаллические газонаполненные реле РТН-1 и РТН-2 были разработаны в релейной лаборатории №34 НИИ-56 (впоследствии ОАО "Научно-производственное предприятие «Дальняя связь») при участии Вишнеовского В. В. и Савкина В. Г. и освоены в производстве на Ереванском релейном заводе в 1960 году.
Релейная лаборатория №34 НИИ-56 занималась изучением перспективных иностранных образцов реле и созданием на их основе отечественных образцов новых реле, в те годы руководил лабораторией Витенберг М. И., автор многочисленных книг по конструированию реле.
Впоследствии лаборатория расширилась до отдела, а позже и до сектора релейной техники.
В 1966 году НИИ-56 переименовывается в Научно-исследовательский институт электроаппаратуры НИИЭА, а в 1970 году релейщиков из НИИЭА перевели во вновь созданный Научно-исследовательский институт коммутационной техники (НИИКТ) Ленинградского производственного объединения «Красная Заря».
Реле времени РТН-1 и РТН-2 выпускались в соответствии с техническими условиями РХ0.457.000 ТУ и РХ0.457.000 ТУ2.
В каком году электротепловые реле РТН-1 и РТН-2 были сняты с производства, неизвестно, но согласно [8] в 1983 году их еще производили, и оптовая цена у них была 2 рубля 70 копеек за одну штуку. Реле РТН-1 встречаются 1986 года выпуска.
С 1970 года на замену реле РТН-1 и РТН-2 на Ереванском релейном заводе стали выпускать электротепловое реле времени РТН-3.
Аппаратура (техника), в которой применялось реле
-
Конструкция и принцип действия
Электротепловые реле РТН-1 и РТН-2 по своей конструкции одинаковые и различаются лишь типом контакта.
Реле РТН-1 имеет один нормально разомкнутый контакт, а реле РТН-2 имеет один нормально замкнутый контакт.
Все элементы реле помещены в стеклянную оболочку, состоящую из стеклянного девятиштырькового цоколя (ножки) 1, на котором собирается вся система реле, и стеклянного баллона 2. Внутреннее пространство реле наполнено азотом при давлении около 700 мм рт. ст.
Рабочая 8 и компенсационная 12 пружины реле изготовлены из термобиметаллической ленты марки ТБ-3 (ТБ138/80, ТБ1423) и приварены к угольникам 3, которые закреплены на ножке. Между ними находится неподвижная контактная пружина 9, изготовленная из молибдена или медно-никелевого сплава (монеля) и приваренная нижним концом к компенсационной пружине.
В рабочую и неподвижную контактные пружины вклепаны серебряные контакты (Ср999), а в компенсационной пружине закреплена никелевая втулка 10 с резьбой внутри. В эту втулку для регулировки межконтактного зазора ввернут винт 11. В несработанном состоянии неподвижный контакт прижат к регулировочному винту с давлением.
Рисунок 1. Конструкция термобиметаллического газонаполненного реле РТН-1:
1 – ножка; 2 – стеклянный баллон; 3 – угольники; 4 – слюдяной экран; 5 – спираль; 6 – слюдяная пластина нагревателя; 7 – керамические прокладки; 8 – рабочая контактная пружина; 9 – неподвижная контактная пружина; 10 – резьбовая втулка; 11 – винт регулировки межконтактного зазора; 12 – компенсационная пружина.
Для изоляции и фиксации положения пружин между ними проложены три керамических прокладки 7. Собранный пакет стянут металлическими винтом с гайкой. Под гайку и головку винта помещены фигурные шайбы.
Рабочая контактная пружина нагревается нагревательным элементом, который состоит из трехсекционной нагревающей спирали 5, закрепленной на впадинах слюдяной пластины 6.
Концы спирали приварены к никелевым выводам, которые, в свою очередь, привариваются к выводам ножки.
Слюдяная пластина свободным концом прижимается к рабочей контактной пружине крайней керамической прокладкой.
Спираль нагревательного элемента у термореле РТН-1 и РТН-2 с небольшой выдержкой времени (4 секунды) изготовлена из марганцево-никелевой проволоки марки НМц5. У реле с большей выдержкой времени (10, 20 секунд) спираль изготовлена из другого материала.
Для фиксации элементов реле в баллоне при заварке служит специальный слюдяной экран 4, расположенный между угольниками 3 и керамическими прокладками 7.
Вероятно, одно время в СССР производство термобиметаллической ленты было налажено плохо, так как встречаются экземпляры реле РТН-1 и РТН-2 (1979 год), на рабочих и компенсационных пружинах которых имеется маркировка Японской фирмы Тошиба (Toshiba), говорящая о том, что материал для изготовления пружин покупали за границей.
Электротепловые реле РТН-1 и РТН-2 выпускались всего шести модификаций, различающихся выдержкой времени, номинальным напряжением нагревательного элемента и типом контактной группы:
РТН-1 – паспорта РХ4.457.000, РХ4.457.002, РХ4.457.004;
РТН-2 – паспорта РХ4.457.001, РХ4.457.003, РХ4.457.005.
При этом самые первые образцы реле были на одно напряжение - 6,6 вольт и с одной выдержкой времени - 4 секунды, позже стали выпускать модификации с большими выдержками времени и другими напряжениями питания.
Термобиметаллические газонаполненные реле РТН-1 и РТН-2 сохраняют свою работоспособность при отклонении рабочего напряжения нагревательного элемента на ±10% вольт от номинальной величины, при этом время срабатывания реле меняется. При уменьшении напряжения время срабатывания увеличивается, а при увеличении напряжения время срабатывания уменьшается.
Время возврата реле в исходное положение (отпускания) зависит от длительности выдержки нагревательного элемента реле под током после срабатывания.
Кроме того, несмотря на присутствие в конструкции биметаллических реле температурной компенсации, время срабатывания и отпускания термореле сильно зависит от температуры окружающей его среды.
Рисунок 2. Электрическая схема реле РТН:
а – РТН-1; б – РТН-2.
Для исключения влияния предыдущего нагрева на время срабатывания реле время охлаждения реле после снятия напряжения с нагревателя должно быть не менее 100 сек.
К недостаткам электротепловых реле времени РТН-1 (РТН-2) можно отнести большую погрешность, точность срабатывания реле для некоторых паспортов достигает 50%, наличие всего одного типа контакта, нормально замкнутый или нормально разомкнутый, а также хрупкость корпуса. Термореле РТН-3, которое стали выпускать взамен РТН-1 (2), уже было лишено этих недостатков, оно имело металлический корпус, один переключающий контакт и меньшую погрешность времени срабатывания.
В схему реле РТН-1 и РТН-2 включаются при помощи девятиштырьковой ламповой панели с экраном типа ПЛК9-Э-68 или ПЛК-9-Э-70.
Рабочее положение реле – любое.
Принцип работы биметаллических термореле РТН-1 и РТН-2.
Принцип действия биметаллических термореле основан на использовании изгиба биметаллической пластины при её нагреве. Изгиб биметаллической пластины под действием тепла происходит из-за того, что пластина состоит из двух слоев металла с различными коэффициентами линейного расширения.
Нагрев биметаллической пластины может производиться при помощи отдельного нагревательного элемента, как это сделано в случае с реле РТН-1 и РТН-2, либо электрическим током, непосредственно проходящим по биметаллу. Такой способ нагрева биметаллической пластины реализован, например, в комбинированном пускозащитном реле РТК-Х.
При пропускании через спираль тока последняя нагревается. Под действием выделяемого тепла рабочая контактная пружина, выполненная из биметалла, медленно изгибается и через некоторое время происходит размыкание (реле РТН-2) или замыкание (реле РТН-1) контактов рабочей и неподвижной контактных пружин. После снятия тока со спирали рабочая контактная пружина постепенно остывает и, выпрямляясь, занимает свое исходное положение, соответственно, контакты замыкаются (реле РТН-2) или размыкаются (реле РТН-1).
Краткие технические характеристики
Входные параметры:
Номинальное напряжение нагревателя:
РХ4.457.000 и РХ4.457.001 - 6,6 В постоянного или переменного тока частотой до 400 Гц (сопротивление 6 Ом);
РХ4.457.002 и РХ4.457.003 - 24 В постоянного или переменного тока частотой до 400 Гц (сопротивление 75 Ом);
РХ4.457.004 и РХ4.457.005 - 6,3 В постоянного или переменного тока частотой до 400 Гц (сопротивление 16 Ом).
Время срабатывания:
РХ4.457.000 и РХ4.457.001 - 4 сек;
РХ4.457.002 и РХ4.457.003 - 20 сек;
РХ4.457.004 и РХ4.457.005 - 10 сек.
Выходные параметры:
Ток коммутируемый контактами: 0,2 А постоянного тока, 1 А переменного тока частотой 50 Гц.
Напряжение на разомкнутых контактах: 220 В постоянного тока, 115 В переменного тока частотой 50 Гц.
Габариты: 60 х 22,5 мм (В х Д).
Вес: не более 25 г.
Дополнительная информация (источники информации)
1. Вакуумные реле. В.Е. Авилов, Ю.М. Курочкин. Л.: Энергия, 1968 (DjVu, 52 кБ) >> скачать
2. Отраслевой стандарт ОСТ4 Г0.457.005. Редакция 1-72. Реле времени электротепловые типа РТН-1 и РТН-2. Руководство по выбору. >> скачать
3. ИЮ0.002.031/5. Справочник реле и контакторы. Часть III. Выпуск 5. 1966 год >> скачать
4. Справочник по элементам автоматики и телемеханики. Реле времени, программные устройства, реле счета, искатели. И. Е. Декабрун и Н. Р. Тедер. Под редакцией Б. С. Сотскова. М.-Л.: ГЭИ, 1960 >> скачать
5. Справочник электротехника. В двух томах. Том второй. Выпуск третий. Реле защиты и автоматики. Р. Е. Гельман, Я. Т. Кулешов и А. И. Савостьянов. Под общей редакцией инж. А Д. Смирнова. М.-Л.: Энергия, 1965 >> скачать
6. Расчет электромагнитных реле для аппаратуры автоматики и связи. Издание второе переработанное и дополненное. М.И. Витемберг. М-Л.: Госэнергоиздат, 1961 >> скачать
7. Номенклатурный справочник на 1982 год. Электромагнитные механизмы (реле). Каталог изделия промышленности средств связи. ЦООНТИ «ЭКОС» Москва, 1982 >> скачать
8. Номенклатурный справочник на 1983 год. Электромагнитные механизмы (реле). Каталог изделия промышленности средств связи. ЦООНТИ «ЭКОС» Москва, 1983 >> скачать
9. Реле и контакторы. Справочник. Том 3. Проектно-конструкторское бюро 1964 год. Реле (термобиметаллические газонаполненные) РТН-1, РТН-2. (DjVu, 142 кБ) >> скачать
10. Северная заря 1974-2014. Сохраняя прошлое, создавать настоящее и будущее. (Корпоративное издание ОАО НПК «Северная заря»). Малащенко А.А. Санкт-Петербург, 2014 >> скачать
11. Северная заря 1974-1999. История предприятия. История слаботочной релейной техники. Малащенко А.А. Санкт-Петербург, 1999 >> скачать