熱繼電器（熱焊盤 relay）是一種利用熱效應原理來切斷主電路的保護電器。廣泛應用于電動機等負載的過載保護。熱過載繼電器的外觀尺寸因具體型號不同存在差異，其主要組成部分包括熱元件、電流整定裝置、觸點、動作機構、溫度補償元件、復位按鈕及其他附件。
該保護電器是利用電流流過發熱元件產生的熱量來使檢測元件受熱彎曲，進而推動機構動作的一種保護電器。由于發熱元件具有熱慣性，在電路中不能用于瞬時過載保護，更不能做短路保護，主要用作電動機的長期過載保護。在電力拖動控制系統中應用最廣的是雙金屬片式熱繼電器。
中國電機保護控制裝置的發展，經歷了全面仿蘇、自行設計、更新換代、引進技術、跟蹤新產品等幾個階段。從機械式的雙金屬熱繼電器發展到雙金屬熱保護器和電子式保護控制等。
中國目前生產的熱繼電器主要有JRO、JR1、JR2、JR9、JR10、JR15、IR16等系列。
發展歷史
1840年，英國物理學家詹姆斯?普雷斯科特?焦耳(J.P.焦耳,1818—1889年）從電流的熱效應發現載流導體中產生的熱量與電流的平方、導體的電阻及通電時間成正比，即焦耳-楞次定律。
熱繼電器是20世紀50年代初引進蘇聯技術開發的雙金屬片機械式電機過載保護器，它在導致保護電機過載方面具有反時限性能和結構簡單的特點。其中JRl6B系列熱繼電器由JR0系列熱繼電器改進而來。此系列產品從1983年開始啟用，代替JR0三極及帶斷相保護的熱繼電器，JRl6B系列熱繼電器為三極，它有三個發熱元件而共用一套動作機構。
工作原理
熱繼電器是利用電流熱效應原理工作的電器。發熱元件串聯在主電路中，所以流過發熱元件的電流就是負載電流。負載在正常狀態工作時，發熱元件的熱量不足以使雙金屬片產生明顯的彎曲變形。當發生過載時，在熱元件上就會產生超過其“額定值”的熱量。雙金屬片就會變形，經一定時間放這種彎曲達到一定幅度后，使熱繼電器的觸點斷開。由于發熱元件具有熱慣性，在電路中不能用于瞬時過載保護，更不能做短路保護，熱繼電器主要用作電動機的長期過載保護；而熔斷器則只能作短路保護而不能作過載保護。
基本結構
熱元件
熱元件由主雙金屬片及環繞在它上面的電阻絲組成。主雙金屬片由兩種線膨脹系數不同的金屬片壓焊而成，受熱后，因兩層金屬片伸長率不同而彎曲。主雙金屬片的一端固定在支架上，與加熱元件串接在接觸器負載端的主回路中。熱繼電器雙金屬片的主動層一般為：、鉻、鐵；在一50~+200°C時，也有采用銅合金的，如黃銅、鋁青銅、鈹青銅等，都具有線膨脹系數大、彈性好的特點。被動層多采用：鎳、鈇。
雙金屬片加熱方式有直接加熱式、間接加熱式、復合加熱式和電流互感器加熱式等四種。
電流整定裝置
電流整定調節旋鈕是一個偏心輪，它與支撐件成一杠桿，轉動偏心輪，即可改變補償雙金屬片與導板間的距離，從而達到調節整定動作電流值的目的。
觸點 動作機構?溫度補償元件
當電機正常運行時，熱元件產生的熱量雖然能使主雙金屬片彎曲，但不足使繼電器動作；當電動機過載時，熱元件產生的熱量增大，使主雙金屬片彎曲位移量增大，經過一段時間后，主雙金屬片彎曲推動導板，并通過補償雙金屬片與推桿使觸點斷開，該觸點為熱繼電器串于接觸器電感線圈回路的常閉觸點，斷開后接觸器線圈失電，接觸器的主觸點斷開電動機等負載回路，保護了電動機等負載。補償雙金屬片可以在規定范圍內補償環境溫度對熱繼電器的影響。如果周圍環境溫度升高，主雙金屬片向左彎曲程度加大，然而補償雙金屬片也向左彎曲，使導板與補償雙金屬片之間距離保持不變，故繼電器特性不受環境溫度升高的影響，反之亦然。有時可采用欠補償，使補償雙金屬片向左彎曲的距離小于主雙金屬片因環境溫度升高向左彎曲的變動值，以便在環境溫度較高時，熱繼電器動作較快，更好的保護電機。
復位按鈕
調節復位螺釘可以改變常開靜觸點的位置，使熱繼電器可以在手動復位和自動復位兩種工作狀態之間進行選擇。熱繼電器調節選擇在手動復位狀態時，在故障排除后需按下復位按鈕。
主要分類
按動作方式分類
雙金屬片式
利用雙金屬片（用兩種膨脹系數不同的金屬，通常為錳鎳、銅板軋制而成）受熱彎曲推動執行機構動作。這種繼電器因結構簡單、體積小、成本低，以及在同時選擇合適的熱元件的基礎上能得到良好的反時限特性（電流越大越容易動作，經過校短時間就開始動作）等優點被廣泛應用。
熱敏電阻式
利用電阻隨溫度變化而變化的特性制成的熱繼電器。
易熔合金式
利用過載電流發熱使易熔合金達到某一溫度時，合金熔化而使繼電器動作。
按加熱方式分類
有直接加熱式
直接加熱就是把雙金屬片當做熱元件，讓電流直接通過它。因為雙金屬片本身具有一定的電阻，所以當電流流過時，它也能產生熱量。由于雙金屬片兼做感測原件和加熱元件，因此這種方式具有結構簡單、體積小材料節省、發熱時間常數小和反應溫度變化比較迅速等特點。
復合加熱式
復合加熱實際上是直接加熱與間接加熱兩種形式的結合，復合加熱的發熱時間常數介于以上兩種形式之間，其電阻值可依靠并聯或串聯不同電阻而很方便的進行調整，且又兼具直接加熱和間接加熱的長處，所以獲得廣泛應用。
間接加熱式
間接加熱通過在電的方面與雙金屬片無聯系的加熱元件產生熱量。加熱原件為絲狀或帶狀，環繞在雙金屬片的四周。由于加熱元件產生的熱量要經過空氣傳給雙金屬片，因而發熱常數大，反應溫度變化也比較慢。
電流互感器加熱式
電流互感器加熱主要用于大容量的熱繼電器以及重載起動的熱繼電器。
按級數分類
有單級、雙極、和三級三種，其中三級的又包括帶有和不帶有斷相保護裝置兩類。
按復位方式分類
有自動復位和手動復位兩種。
技術參數
額定電壓
熱繼電器的額定電壓是指熱繼電器中可以安裝的發熱元件的最大整定電壓值。
額定電流
熱繼電器的額定電流是指其中的發熱元件的最大整定電流值。
整定電流
熱繼電器的整定電流是指能夠長期通過發熱元件而不致引起熱繼電器動作的最大電流值。當發熱元件中通過的電流超過整定電流值的20%時，熱繼電器應在20分鐘內動作。通過熱繼電器的整定電流是按電動機的額定電流整定的。對于使用某一發熱元件的熱繼電器，可手動調節整定電流旋鈕，通過偏心輪機構調整雙金屬片與導板的距離，在一定范圍內調節其電流的整定值，使熱繼電器更好地保護電動機。
整定電流的范圍由本身的特性來決定。它描述的是在一定的電流條件下熱繼電器的動作時間和電流的平方成反比。調節“過載電流調節螺絲”即可改變整定電流值。
主要功能
熱繼電器的功能作用主要是用來保護電氣線路或設備的過負荷，有的型號的熱繼電器還可兼作缺相保護。其斷相保護功能是由內、外推桿組成的差動放大機構提供的。當電動機正常工作時，通過熱繼電器熱元件的電流正常，內外兩推桿均向前移至適當位置。當電源發生一相斷線導致缺相時，該相電流降為零，對應的雙金屬片因冷卻而復位，推動內推桿向右移動；另外兩相因電流增大（約為額定電流的1.732倍），雙金屬片彎曲程度加劇，促使外推桿進一步向左移動，由于差動放大作用，在出現斷相故障后很短的時間內就推動常閉觸頭使其斷開，使交流接觸器釋放，電動機斷電停車而得到保護。熱繼電器最常用于交流電動機的過負荷及缺相保護，但只適用于長期工作或間斷長期工作及起動不頻繁(起動次數小于60次／h)的重復短時工作制的電動機，不宜用于正反轉及起動頻繁的電動機。當熱繼電器兼做短相保護時，對星形聯結的電機應選用一般的三級熱繼電器，對于三角形聯結的電動機則應選用帶短相保護的熱點繼電器。
標準規范
1、GB/T 14598.1-2002.電氣繼電器 第23部分: 觸點性能。
2、GB/T 14598.149-2016.量度繼電器和保護裝置 第149部分：電熱繼電器功能要求。
3、GB/T 14598.2-2011.量度繼電器和保護裝置 第1部分：通用要求。
4、GB/T 2900.17-2009.電工術語 量度繼電器。
5、IEC 60255-1-.量度繼電器和保護裝置 第1部分：通用要求。基于IEC60255-1與DL7T478-2013繼電器觸點性能試驗方案研究與設計水周永榮，葛佳盛，王思皓，王煜（國網電力科學研究院，南京210061）摘要：繼電器觸點性能是表征繼電器性能的一項重要指標，直接決定了繼電保護裝置運行穩定性。
應用領域
家用電器領域
在家用電器中還有一種常用的熱保護元件是FIE熱敏電阻保護器。在電飯鍋、電冰箱、電熨斗、電吹風等中稱為恒溫器、溫控器，在電視機中稱為熱保護電阻。
工業生產領域
熱繼電器在工業用防止電動機過載的電氣裝置中獲得了廣泛應用。熱繼電器的熱敏元件是兩個彼此剛性連接的線性膨脹系數不同的雙金屬片。
電動機控制
在眾多過載保護裝置中，應用最多的是熱繼電器，裝有熱繼電器的保護電路。熱電器的熱元件串聯在主電路中，它的動斷觸點串聯在控制電路中。
參考資料 >