电子式热继电器在低压电机回路中的设计强制规范

一、核心依据标准

| 标准编号 | 标准名称 | 关键内容 |
|--|-|-|
| GB 50055-2011 | 《通用用电设备配电设计规范》 | 电机保护设计总则 |
| GB 50054-2011 | 《低压配电设计规范》 | 低压回路设计要求 |
| GB 14048.4-2020 | 《低压开关设备和控制设备 第4部分》 | 接触器与电动机起动器 |
| GB/T 14048.6-2020 | 《低压开关设备和控制设备 第6部分》 | 多功能电器（含电子式过载继电器） |
| GB/T 3859.1-2013 | 《半导体变流器》 | 变频器回路要求 |
| IEC 60947-4-1 | 标准对应 | 通用要求 |



二、强制性条文（摘录核心要求）

1. 电机保护必须设置（GB 50055-2011 第2.3.1条）

> 交流电动机应装设短路保护和接地故障保护，并应根据具体情况装设过载保护、断相保护和低电压保护。

2. 过载保护器件的选择（GB 50055-2011 第2.3.2条）

> 过载保护器件的动作特性应与电动机的过载特性相匹配，其额定电流或整定电流应按电动机的额定电流选择。

3. 短路保护与过载保护的配合（GB 50055-2011 第2.3.3条）

> 过载保护器件应能承受电动机起动电流而不动作，短路保护器件的动作特性应能躲过电动机的起动电流。



三、电子式热继电器设计选型要求

3.1 基本选型原则


┌─────────────────────────────────────────────┐
│ 电子式热继电器选型要点 │
├─────────────────────────────────────────────┤
│ ① 额定电流范围覆盖电机额定电流 │
│ ② 整定电流可调范围：通常 0.4~1.0 In（或更宽）│
│ ③ 脱扣等级匹配电机起动特性（Class 10A/20A/30A）│
│ ④ 具备断相/不平衡保护功能 │
│ ⑤ 与接触器、断路器协调配合 │
│ ⑥ 符合 GB/T 14048.6 产品标准认证 │
└─────────────────────────────────────────────┘


3.2 脱扣等级选择

| 脱扣等级 | 脱扣时间范围 | 适用电机类型 |
|--|-|-|
| Class 10A | 2~10s | 轻载起动、泵、风机 |
| Class 10 | 4~10s | 一般用途电机 |
| Class 20 | 6~20s | 重载起动、压缩机 |
| Class 30 | 9~30s | 重载长时起动、破碎机 |

> ⚠️ GB 50055-2011 第2.3.4条强制要求：过载保护的动作时间应大于电动机的起动时间。

3.3 断相保护要求

> GB 50055-2011 第2.3.6条：连续运行的电动机宜装设断相保护。

电子式热继电器应具备：
- 三相电流采样
- 断相检测灵敏度：任一相断开后 ≤ 2s 内动作
- 电流不平衡度超过 10%~15% 时报警或动作



四、回路设计强制规范要点

4.1 典型电机回路架构


电源 ── 断路器(QF) ── 接触器(KM) ── 电子式热继电器(FR) ── 电机(M)
│ │
└── 短路保护 └── 过载+断相保护


4.2 各器件协调配合（强制性）

（1）断路器（短路保护）

| 项目 | 要求 |
|||
| 额定短路分断能力 | ≥ 安装处预期短路电流 |
| 瞬时脱扣整定 | ≥ 电机起动电流峰值（通常 10~14 In） |
| 选择性配合 | 上级断路器与下级协调 |

> GB 50054-2011 第5.2.5条：当短路保护电器为断路器时，被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时脱扣整定电流的1.3倍。

（2）电子式热继电器与接触器配合

| 配合项目 | 强制要求 |
|-||
| 安装方式 | 与接触器组合成电动机保护器（MPC） 或独立安装 |
| 额定电流 | ≥ 接触器额定电流，或按 GB 14048.4 匹配 |
| 复位方式 | 手动复位（自动复位需说明） |
| 触点容量 | 控制回路触点 ≥ 接触器线圈回路要求 |

4.3 变频器回路要求

> GB 50055-2011 第5.3节：变频调速电动机的保护应考虑谐波影响。

| 要求 | 说明 |
|--||
| 热继电器选型 | 必须选变频专用型（考虑谐波发热修正） |
| 电流采样 | 需 True RMS 采样，应对高次谐波 |
| 脱扣特性 | 考虑低频段散热能力下降，适当降容或选大一档 |
| 安装位置 | 推荐安装在变频器输出侧（也有输入侧方案，需论证） |



五、电子式热继电器自身产品标准要求

GB/T 14048.6-2020 关键试验要求

| 试验项目 | 要求 |
|-||
| 温升试验 | 符合规定温升限值 |
| 脱扣特性 | 在 1.05 倍整定电流下 2h 内不动作 |
| | 在 1.2 倍整定电流下 2h 内必须动作 |
| 机械寿命 | ≥ 100 万次（特定类别） |
| 电气寿命 | ≥ 10 万次 |
| 电磁兼容 | 符合 GB/T 17626 系列 |
| 绝缘耐压 | 2Ui+1000V（1min） |



六、设计文件中必须明确的参数

📋 设计图纸/说明应标注：


1. 电机参数：额定功率(kW)、额定电压(V)、额定电流(A)、
起动方式（DOL/Y-Δ/软起/变频）、起动电流倍数

2. 热继电器参数：
- 型号/厂家
- 额定电流范围
- 整定电流值（精确值）
- 脱扣等级（Class）
- 断相保护功能（有/无）
- 复位方式（手动/自动）

3. 配合参数：
- 短路保护整定值
- 接触器型号及额定值
- 保护协调配合表

4. 工况说明：
- 海拔修正（>1000m）
- 环境温度修正（>40°C）
- 频繁起动/正反转工况




七、常见违规与纠正

| ❌ 常见违规 | ✅ 正确做法 |
|-|--|
| 用普通热继电器替代电子式（精度不足） | 选符合 GB/T 14048.6 的电子式 |
| 整定电流 = 断路器额定电流 | 整定电流 = 电机额定电流 |
| 脱扣等级选 Class 10A 用于重载 | 根据起动时间选合适等级 |
| 忽略断相保护 | 连续运行电机必须设断相保护 |
| 变频回路用普通热继电器 | 必须用变频专用电子热继电器 |
| 热继电器与断路器重复保护且无配合 | 做好选择性配合计算 |



八、总结——设计检查清单

- [ ] 电机是否设置了短路 + 过载 + 断相三重保护？
- [ ] 电子式热继电器是否有 GB/T 14048.6 认证？
- [ ] 整定电流是否按 电机额定电流 设置？
- [ ] 脱扣等级是否大于 电机起动时间？
- [ ] 断路器与热继电器是否做了 选择性配合？
- [ ] 变频回路是否选了 变频专用型？
- [ ] 海拔/温度修正是否考虑？
- [ ] 设计图纸是否标注了 关键参数？

> 📌 核心原则：电子式热继电器是电机过载保护的核心器件，其选型、整定、配合均属于强制性设计内容，必须严格依据 GB 50055-2011 及产品标准执行。