Реле температурное дилатометрическое типа ТР-200
Назначение
Температурное реле ТР-200 применяется в устройствах контроля температуры неагрессивной жидкой или газовой среды и предназначено для коммутации электрических цепей постоянного или переменного тока.
Разработчик и производители: Год разработки и начала производства дилатометрического реле ТР-200 неизвестны. В соответствии с [3] в 1953 году реле уже производилось.
Первым производителем реле ТР-200 был Киевский завод электротехнической аппаратуры (КЗЭТА), с 1954 года Киевский завод «Точэлектроприбор», а ныне ПАО «Компания Росток». Возможно, реле было разработано специальным конструкторским бюро (СКБ) промышленной автоматики и точного электроприборостроения, которое было создано при заводе в 1948 году.
В дальнейшем производство реле ТР-200 было передано новому Киевскому заводу «Реле и автоматики», где их выпуск начался в сентябре 1954 года.
В каком году реле были сняты с производства - точно неизвестно, скорее всего, реле выпускалось до последнего дня производственной деятельности завода.
Температурные реле ТР-200 в разное время выпускались по разным техническим условиям, ТУ 16-523.089-68 (общее применение) и ТУ 16-10.523.301-70 (экспортное исполнение), позже по ТУ 16-523.470-77.
На смену дилатометрическому реле ТР-200 Специальным проектно-конструкторским и технологическим бюро реле и автоматики Киевского производственного объединения Реле и Автоматики было разработано термомагнитное тепловое реле ТРМ-11, выпуск которых был начат в 1985 году на Бершадском электротехническом заводе, входившим в состав ПО.
Аппаратура (техника) в которой применялось реле
-
Конструкция и принцип действия
Обозначение реле ТР-200 расшифровывается следующим образом Т – температурное, Р – реле, 200 – верхняя граница диапазона рабочей температуры.
Основными конструктивными элементами температурного дилатометрического реле ТР-200 является корпус и головка с регулятором и пружинной системой.
Корпус реле состоит из основания, чувствительного элемента (латунной трубки), донышка и закрепленной на нем оси. Детали корпуса соединяются пайкой.
На основании при помощи штампов нанесены тип реле, его заводской номер, год производства, логотип предприятия-изготовителя, климатическое исполнение и категория размещения.
Для установки реле на агрегат основание имеет наружную резьбу М22 х 1,5.
Пружинная система собирается из двух инварных пластин, соединенных неразъёмно с помощью втулок и прижимных шайб.
В один конец пружинной системы запрессована тяга, имеющая резьбу, а на втором конце пружинной системы имеется втулка с фасонным отверстием.
Тяга у основания имеет квадратный уступ, входящий в фасонное отверстие втулки, неразъемно соединенной с головкой, что исключает возможность проворачивания пружинной системы.
Соединение тяги с головкой осуществляется посредством регулировочного винта, имеющего наружную и внутреннюю резьбу.
Внутренней резьбой регулировочный винт соединяется с тягой, а наружной - с головкой. Фиксация положения регулировочного винта осуществляется путем затягивания фиксатора двумя винтами.
Пружины в средней части обжимаются обоймами с контактами, изолированными от пружин слюдяными прокладками. Материал контактов – серебро (Ср.999).
От латунной трубки пружины с контактами изолированы лакотканью, которая размещается на внутренней поверхности трубки.
Выводы контактов изолированы керамическими бусинками и заканчиваются подпаянными наконечниками, которые присоединяются к выводным винтам в керамических колодках, расположенных на головке. Внешние проводники к реле присоединяются при помощи гаек, накручиваемых на выводные винты.
В более современных реле ТР-200 выводы контактов выполнены монтажным проводом с изоляцией из фторопласта и дополнительно одетыми на них термостойкими кембриками. Выводы припаиваются к клеммам пластмассовой колодки, расположенной на головке. Внешние проводники к реле также присоединяются при помощи пайки.
Головка с регулятором и пружинной системой соединяется с корпусом до совпадения фасонного отверстия втулки, размещенной на конце пружинной системы, и оси, размещенной на донышке корпуса. После чего головка с регулятором и пружинной системой проворачивается по отношению к корпусу до совпадения крепежных отверстий. Крепление осуществляется 2-мя винтами.
Для защиты регулировочного винта от несанкционированного вмешательства у реле имеется защитный колпачок, который фиксируется на головке двумя винтами и пломбируется.
Для защиты внутренних элементов реле от попадания пыли на головку одевается алюминиевый кожух, который фиксируется тремя винтами.
Рисунок 1. Общий вид температурного реле ТР-200
1 – кожух; 2 – регулировочный винт; 3 – винты крепления кожуха; 4 – корпус; 5 – соединительные проводники контактов; 6 – контакты; 7 – латунная трубка (чувствительный элемент); 8 – втулка с фасонным отверстием; 9 – ось; 10 – донышко; 11 – пластины из инвара; 12 – тяга; 13 – головка; 14 – защитный колпачок регулировочного винта.
Регулировка реле на требуемую температуру производится регулировочным винтом за счет образования зазора между буртиком оси и торцом втулки с фасонным отверстием.
Регулировка уставки реле ТР-200 на требуемую температуру производить в следующем порядке:
1. Установить реле на свое рабочее место. Реле должно быть установлено так, чтобы латунная трубка (чувствительный элемент) находилась полностью в зоне контролируемой среды;
2. Снять кожух, ослабив три винта;
3. Снять защитный колпачок регулировочного винта, удалив предварительно пломбу;
4. Освободить фиксатор регулировочного винта;
5. К болтам клеммных выводов подключить внешнюю сигнальную цепь;
6. После установки реле, температуру контролируемой среды доводить до заданного значения, измеряя ее термометром или термопарой, а затем при помощи регулировочного винта устанавливают реле на срабатывание при требуемой температуре;
Применение: Вращение регулировочного винта по часовой стрелке уменьшает, а обратное вращение увеличивает уставку. Изменение уставки от 25°С до 200°С достигается в пределах до 2-х оборотов винта. Дальнейшее вращение винта излишне и может вызвать повреждение реле;
7. Затянуть фиксатор регулировочного винта, снова проверить температуру срабатывания;
8. Повышая и понижая температуру контролируемой среды, определяют температуру срабатывания реле. Процесс повторяется не менее 3-х раз, после чего реле охлаждается до комнатной температуры;
9. Температуру контролируемой среды снова доводят до температуры срабатывания реле и определяют уставку, как среднее арифметическое 3-х срабатываний. При необходимости следует провести дополнительную регулировку согласно п. п. 3 – 7 и проверку согласно п. п. и 8 и 9.
Срабатывание реле не должно отличаться от уставки более чем на 5°С при скорости изменения температур не более 0,5°С в минуту. Разность температур размыкания и замыкания контактов при этих условиях не должна превышать 5°С;
10. Одеть защитный колпачок на регулировочный винт (при необходимости реле может быть запломбировано) и установить кожух.
Проверку температуры срабатывания, а в случае необходимости и подрегулировку, производить при установке реле в эксплантацию, а в дальнейшем - не реже 1 раза в два месяца.
Перегрев реле в процессе эксплуатации не должен превышать 25°С выше температуры уставки.
Рисунок 2. Кинематическая схема температурного реле ТР-200
1 – регулировочный винт; 2 – пружины из инвара; 3 – контакты; 4 – латунная трубка; 5 – ось; δ – зазор между втулкой с фасонным отверстием и осью.
Принцип действия дилатометрических реле основан на разности коэффициентов линейного расширения при нагреве двух разных металлов.
В температурном реле ТР-200 в качестве термоинертного металла, который от нагревания практически не деформируется, применен инвар, а в качестве термоактивного металла, который существенно расширяется, применена латунь.
При нагревании благодаря разности коэффициентов линейного расширения латуни и инвара трубка и связанная с нею ось перемещаются относительно пружинной системы. Это приводит к уменьшению зазора δ, устанавливаемого в зависимости от требуемой температуры контролируемой среды.
При достижении заданной температуры зазор полностью выбирается, дальнейшее повышение температуры контролируемой среды вызывает растяжение пружин и размыкание контактов электрической цепи.
Понижение температуры приводит к уменьшению длины трубки, которая освобождает пружины, и контакты снова замыкаются.
Температурные реле ТР-200 выпускались с разными климатическими исполнениями У, УХЛ, Т, О и категорией размещения 4.
После 1990-х годов стали выпускать модернизированное реле, к его названию добавилась буква М. Реле стало называться ТР-200М, климатическое исполнения М и категорией размещения 4.
Рабочее положение реле – любое.
Рисунок 3. Принципиальная электрическая схема водонагревателя с контролем низкого уровня и поддержанием
заданной температуры воды.
QF1 – Автоматические выключатель дифференциального тока (АВДТ); SF1 – герметизированный контакт (геркон) нормального уровня воды (элемент реле уровня воды); SF2 – герметизированный контакт (геркон) низкого уровня воды (элемент реле уровня воды); HL1 – сигнальная лампа «Низкий уровень воды»; HL2 – сигнальная лампа «Работа электронагревателя»; EK1 – трубчатый электронагреватель (ТЭН); KL1 – промежуточное реле; KM1 – контактор; KK1 – температурное дилатометрическое реле ТР-200.
На рисунке 3 представлен пример упрощенной принципиальной электрической схемы водонагревателя с контролем низкого уровня и поддержанием заданной температуры воды с использованием температурного дилатометрического реле ТР-200.
Схема работает следующим образом.
Допустим, что воды в резервуаре достаточно, и её температура ниже температуры срабатывания температурного реле KK1. В этом случае нормально замкнутые контакты KL1.3 промежуточное реле KL1 и температурного реле KK1 замкнуты.
После включения дифференциального автомата QF1 сразу срабатывает контактор KM1 замыкаются его нормально разомкнутые контакты KM1.1 и KM1.2. На трубчатый электронагреватель EK1 подается напряжение, и начинается нагрев воды в резервуаре. В тот же момент загорается сигнальная лампа HL2 указывающая на то, что электронагреватель находится под напряжением.
Когда температура нагреваемой воды достигнет уставки срабатывания температурного реле KK1, последнее размыкает свой контакт, катушка контактора KM1 обесточивается, его контакты KM1.1 и KM1.2 размыкаются, соответственно лампа HL2 гаснет, и подача напряжения на электронагреватель EK1 прекращается.
После того, как температура воды понизится, контакты температурного реле KK1 снова замкнутся, и процесс нагрева воды повторится снова и так по кругу.
Рисунок 4. Схема водонагревателя
1 – реле уровня воды; 2 – датчик (геркон) нижнего уровня воды; 3 – датчик (геркон) нормального уровня воды; 4 – постоянные магниты; 5 – поплавок; 6 – вода; 7 – стопор поплавка; 8 – кран подачи воды; 9 – трубчатый электронагреватель (ТЭН); 10 – резервуар; 11 – температурное дилатометрическое реле ТР-200; 12 – кран забора воды.
Для исключения перегорания электронагревателя EK1 при отсутствии воды в схему добавлены реле уровня воды с герконами SF1 и SF2, промежуточное реле KL1 и сигнальная лампа HL1.
Геркон низкого уровня воды SF2 размещается таким образом, чтобы он замыкался в тот момент, когда в резервуаре минимальный закрывающий ТЭН уровень воды. Геркон SF1 размещается на более высоком уровне, чем геркон SF2, и служит для разрыва цепи самоподхвата промежуточного реле KL1.
Промежуточное реле KL1 служит для блокировки работы контактора KM1 при низком уровне воды в резервуаре.
Сигнальная лампа HL1 служит для указания на то, что уровень воды в резервуаре низкий.
При понижении уровня воды в резервуаре до минимального под действием магнитов, размещенных на поплавке реле уровня воды, замыкается нормально разомкнутый геркон SF2, на катушку промежуточного реле KL1 подается напряжение, и его нормально разомкнутый контакт KL1.2 замыкается, при этом загорается сигнальная лампа HL1, а нормально замкнутый контакт KL1.3 размыкается, при этом разрывается цепь питания катушки контактора KM1, его нормально разомкнутые контакты возвращаются в исходное положение, и, следовательно, лампа HL2 гаснет, и подача напряжения на электронагреватель EK1 прекращается. В тот же момент нормально разомкнутый контакт KL1.1 промежуточного реле KL1 замыкается, и оно встает на самоподхват.
При увеличении уровня воды в резервуаре под действием магнитов, размещенных на поплавке реле уровня воды, размыкается нормально замкнутый геркон SF1, цепь самоподхвата промежуточного реле KL1 разрывается, и оно обесточивается, его контакты возвращаются в исходное положение и цепь питания контактора KM1 восстанавливается, а сигнальная лампа HL1 гаснет. Далее схема работает в обычном режиме, описанном выше.
Краткие технические характеристики
Входные параметры:
Диапазон контролируемых температур: 25 - 200 °С
Выходные параметры:
Мощность коммутируемая контактами: 5 Вт постоянного тока, 30 В*А переменного тока
Номинальное напряжение контактов: 220 В постоянного и переменного тока
Габариты: 34 х 34 х 136 мм (В х Ш х Д)
Вес: не более 210 г.
Дополнительная информация (источники информации)
1. Отраслевой каталог 07.17.07-73. Реле температурное типа ТР-200, 1973 >> скачать
2. Отраслевой каталог 07.24.05-84. Реле температурное типа ТР-200, 1984 >> скачать
3. Температурное реле типа ТР-200. Завод «Точэлектроприбор» г. Киев, 1953 >> скачать
4. Эксплуатация и ремонт электрооборудования и средств автоматизации. В.А. Воробьев. – М.: КолосС, 2004
5. Справочник по приборам теплового контроля и авторегулирования для электростанций и промышленных котельных Издание 3. Кошарский Б.Д. – М.- Л.: Энергия, 1964
6. Справочник электротехника. 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