O parâmetro connect_timeout é válido apenas no momento da conexão. É útil verificar se seu servidor de banco de dados está acessível em 20 segundos ou mais. Uma vez conectado, o tempo limite especificado não é mais válido.

Não encontro nenhum parâmetro de tempo limite de consulta na página de manual oficial do mysql:http://dev.mysql.com/doc/refman/5.5/en/server-system-variables.html então não acho que isso seja possível.