在1.05~1.2倍整定电流之间热继电器动作不确定的原因

热继电器作为电动机过载保护的主要元器件，在1.05倍整定电流下2小时之内不能动作，1.2倍整定电流下2小时之内肯定要动作，这是产品标准规定好的，否则就是不合格的产品。

热继电器的整定电流见图1，可以根据电动机的额定电流，旋转指针对准所需要的电流刻度。



图1 热继电器的整定电流Ir(黄框内)

但是，当电流介于整定电流的1.05倍和1.2倍之间时，热继电器是不是有可能动作，也有可能不动作呢？ 见图2。



图2 热继电器的动作曲线

实际上这个问题，不光对于热继电器，对于具有过载保护的断路器，很多设计师和电工也有同样的疑问：从标准的角度出发，GB/T14048.4要求热继电器在1.05倍整定电流下，2小时内不能动作；实际通再长时间也不会动作，因为内部双金属片已经达到热平衡，不会继续弯曲；在1.2倍整定电流下，热继电器在两小时内必须动作。

这个很好理解……

但是当电流处于1.05倍和1.2倍整定电流之间的某个倍数时，热继电器是否动作能确定吗？

我们都知道，热继电器的工作原理是基于双金属片在电流的作用下发热弯曲后推动脱扣板动作(图3)，电流越大动作的时间越短，呈反时限特性。



图3 热继电器双金属片(脱扣板拆除)

对于热继电器厂家来说，理想状态下，我们希望所有制造的热继电器，在1.05与1.2倍之间的中间值1.125倍动作，这样既可以满足标准要求的1.05倍不动作，又满足1.2倍一定动作的要求。

但是，由于每个批次双金属片的物理特性、零件加工精度误差、生产设备工艺波动、装配人员的熟练程度、甚至环境温度、湿度等因素。导致生产出来的热继电器不可能非常集中在1.125倍才动作，会呈现正态分布的趋势。



有的动作会偏早，有的动作会偏晚，当然也有早跳和晚跳的不合格产品。

比方说，工厂生产了10万只热继电器，通过测试把满足1.05倍2小时内不动作和1.2倍2小时内肯定动作的合格品挑选出来，早跳和晚跳的不合格品剔除。

如果我们想要更精确地摸底每个热继电器的实际动作电流倍数，那么在1.05倍整定电流持续2小时后，接着通1.06倍。会发现大部分产品仍然不动作，但是有个别产品在2小时内会动作。

这种也属于合格产品，因为它肯定满足1.05倍2小时不动作和1.2倍2小时内必动作的国标要求，只不过动作灵敏。

把1.06倍2小时内动作的产品挑出来，剩下的继续做测试，会发现之前在1.06倍不动作的产品，在1.07倍时又有部分产品2小时内动作。
以此类推做电流台阶试验，就会找到每个热继电器的实际动作电流值。

工艺控制比较好的企业，大部分产品会落在中间值1.125倍2小时内动作，有的动作偏早比如1.06倍就动作，也有的偏晚比如1.18倍2小时内动作。

因此，对于“整批”热继电器，1.05和1.2倍整定电流之间的区域，哪个电流倍数这批产品一定动作是不确定的。但是，对于“单个”热继电器，其实际动作电流倍数是确定的，且几乎是不变的。

因为有的产品达到热平衡的电流是1.05倍，再通一点电流可能就动作了，那这个产品的实际动作电流倍数是1.06。

有的产品达到热平衡的电流可能是1.15倍，再通一点电流就动作，那么这个产品的实际动作电流倍数是1.16。

其他的类似，不再赘述举例。

理解了热继电器的在1.05和1.2倍之间区域的不确定性之后，再去看家用微断的1.13和1.45倍之间的区域，以及塑壳断路器和框架断路器的1.05和1.3倍之间的区域，道理都是一样的。

通过前面的举例说明，现在你应该能理解低压断路器反时限区域的不确定性和确定性了。