zaeto.ru

1. Коммутационные аппараты до 1000 в (рубильники, пакетные переключатели, предохранители). Назначение, устройство. Рубильники

Другое
Экономика
Финансы
Маркетинг
Астрономия
География
Туризм
Биология
История
Информатика
Культура
Математика
Физика
Философия
Химия
Банк
Право
Военное дело
Бухгалтерия
Журналистика
Спорт
Психология
Литература
Музыка
Медицина
добавить свой файл
 

 
страница 1


1. Коммутационные аппараты до 1000 В (рубильники, пакетные переключатели, предохранители). Назначение, устройство.

РУБИЛЬНИКИ:

Рубильник предназначен для ручного включения и отключения электрических цепей с постоянным напряжением до 440В и переменным до 500В.

В трехфазном рубильнике с центральной рукояткой (рис. 15.1) подвижный контакт — нож 1 вращается в шар­нирной стойке 2. При размыкании цепи между ножом и не­подвижным контактом стойки 3 загорается дуга. Гашение дуги постоянного тока при токе до 75 А происходит за счет механического удлинения дуги двигающимся ножом. Чем больше скорость движения контакта, тем больше скорость растяжения дуги и меньше время ее горения. При отключе­нии больших токов решающим фактором является электро­динамическая сила. Эта сила, действующая на единицу длины дуги, примерно обратно пропорциональна длине но­жа. Для безопасности ремонта расстояние между контакт­ными стойками 3 делается не менее 0,05 м.

При отключении переменного тока дуга гасится за счет возникновения электрическом прочности 200—220В около каждого катода рубильника. В однофазной це­пи двухполюсный рубильник позволяет легко гасить дугу с номинальным током при напряжении до 380 В. Од­нополюсный рубильник с одним разрывом надежно ра­ботает в цепи с напряжением до 220 В. Рубильники и переключатели с центральной рукояткой (рис. 15.1) раз­решается применять только для отключения обесточен­ной цепи. При отключении цепей под нагрузкой дуга не должна воздействовать на руку (рукоятки находится сбо­ку или применяется рычажный привод, см. рис. 15.2). Как правило, наиболее тяжело отключаемый ток (кри­тическое значение) меньше его номинального значе­ния.

Для рубильников с боковой рукоят­кой или рычажным приводом отношение отключаемого то­ка к номинальному составляет 0,2 при постоянном напря­жении 220 В и 0,3 при переменном напряжении 380 В. При постоянном напряжении 440 и переменном 500 В указан­ные аппараты используются только для отключения обес­точенных цепей. Для увеличения отключающей способно­сти рубильник снабжается дугогасительной решеткой. При этом отключающая способность рубильников увеличивается до 0,5Uном при постоянном напряжении 440 и переменном 500 В, и до Iном в цепях с постоянным напря­жением 220 и переменным 380 В.

Рубильники выпускаются в одно-, двух- и трехполюсных исполне­ниях. На рис. 15.2 изображен трехполюсный рубильник с центральным рычажным приводом 1 и дугогасительной камерой 2. Ножи 3 всех трех полюсов соединены изоляционным валиком, на который действует тяга рычажного привода. Рукоятка привода монтируется на лицевой стенке шкафа распредустройства, Такая конструкция обеспечивает безопасность обслуживающего персонала.

Качество рубильников в значительной степени оп­ределяется контактным соединением ножа и контактных стоек. В совре­менных аппаратах преимущественно применяется линейный контакт, обладающий меньшим переходным сопротивлением, чем плос­кий. Контактное нажатие обеспечивается с помощью стальных пружин.

В рубильнике на рис. 15.1 нажатие в стойке 3 создается с помощью пружины в виде разрезанного кольца 4, концы которого действуют на эластичные губки. Нажатие губок в шарнирной стойке 2 осуществляется пружинами в виде выпуклых шайб 5. При токе, большем 100 А, устанав­ливается несколько параллельных контактных пар.

ПАКЕТНЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ:

Переключатель в отличие от рубильника имеет две си­стемы неподвижных контактов и три коммутационных по­ложения. В среднем положении ножей цепи разомкнуты. Специальное устройство фиксирует ножи в этом поло­жении.

Пакетные выключатели и переключатели являются ма­логабаритными коммутационными аппаратами с ручным приводом, которые служат для одновременного управления большим числом цепей. Пакетные выключатели и переклю­чатели используются для нечастых коммутаций в цепях с небольшой мощностью (токи до 400 А, постоянное напряже­ние 220 и переменное 380В), Пакетные переключатели и вы­ключатели применяются аппараты распредустройства и в цепях автоматики. Они используются также для пуска и реверса двигателей, а также для переключения схемы сое­динения обмоток двигателя со звезды на треугольник.

Для переключателей с боковой рукоят­кой или рычажным приводом отношение отключаемого то­ка к номинальному составляет 0,2 при постоянном напря­жении 220 В и 0,3 при переменном напряжении 380 В. При постоянном напряжении 440 и переменном 500 В указан­ные аппараты используются только для отключения обес­точенных цепей. Качество переключателей в значительной степени оп­ределяется контактным соединением ножа и контактных стоек. В совре­менных аппаратах преимущественно применяется линейный контакт, обладающий меньшим переходным сопротивлением, чем плос­кий. Контактное нажатие обеспечивается с помощью стальных пружин.

В пакетном выключателе или переключателе каждый коммутируе­мый полюс конструктивно оформлен в виде отдельного элемента — па­кета. На рис. 15.3 аппарат имеет три полюса (три пакета), а на рис. 15.4—два полюса. Число пакетов в выключателе серии ПКВ может достигать 8.

Пакетный выключатель ПВМ (рис 15.3) состоит из отдельных связанных вместе пакетов 5 и приводного механизма 4. Каждый полюс име­ет два разрыва. Неподвижные контакты 1 выполнены в виде массивных пластин из латуни. Подвижный контакт 2 насажен на квадратный изо­лированный вал выключателя и имеет вращательное движение. Нажа­тие контактов создается за счет упругих свойств губок подвижного контакта 2. К подвижному контакту прикреплены две щечки 3 из фиб­ровых пластин. Расстояние между щечками несколько больше толщины неподвижного контакта, что позволяет подвижному контакту свободно вращаться внутри пакета. Подвижный контакт перемещается с помощью приводного механизма. При вращении рукоятки сначала заводится пру­жина, а затем эта пружина сообщает необходимую скорость контакту. Такой привод работает недостаточно надежно.

При расхождении контактов дуга загорается в двух разрывах, что обеспечивает надежное гашение дуги переменного тока за счет около­катодной электрической прочности. Дуга гаснет при первом прохожде­нии переменного тока через нуль.

Гашение дуги постоянного тока обеспечивается за счет ее горения в пространстве между фибровыми щечками. При соприкосновении дуги с фибровыми стенками из них выделяется газ. Поскольку внутренняя полость пакета достаточно герметична, внутри пакета повышается дав­ление. Это ведет к подъему вольтамперной характеристики и гашению дуги. Однофазные цепи должны отключаться двухполюсным вы­ключателем.

Недостатками выключателя ПВМ являются невысокая износостой­кость (до 20*103 циклов) и недостаточная надежность механизма при­вода.

Более совершенен пакетный кулачковый выключатель серии ПКВ (рис. 15.4). На валу 1 укреплены кулачки 2 (по одному на пакет). Каж­дая цепь имеет два разрыва, образуемые мостиками 3 и контактами 4. При вращении вала кулачок поворачивается и в его углубление попадает шток 5. При этом цепь замыкается. Нажатие контактов создается сталь­ной пружиной 6. Для повышения износостойкости используются металлокерамические контакты. Наибольший ток выключателей серии ПКВ составляет 160 А. Электрическая износостойкость достигает 2*105 циклов. Все па­кетные выключатели используются для коммутации токов, равных но­минальному.

Пакетные выключатели и переключатели по сравнению с рубильни­ками имеют меньшие габариты, удобнее в монтаже. Дуга гасится в замк­нутом объеме, без выброса пламени и газов. Контактная система позво­ляет управлять одновременно большим количеством цепей. Эти выклю­чатели коммутируют номинальные токи, имеют высокую вибро- и ударо­стойкость.

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ:

Предохранители — это электрические аппараты, предна­значенные для защиты электрических цепей от токовых пе­регрузок и токов КЗ. Основными элементами предохрани­тели являются плавкая вставка, включаемая последова­тельно с защищаемой цепью, и дугогасительное устройство.

К предохранителям предъявляются следующие требо­вания.

1. Времятоковая характеристика предохранителя долж­на проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой ха­рактеристике защищаемого объекта.

2. Время срабатывания предохранителя при КЗ должно быть минимально возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов. Предохранители должны рабо­тать с токоограничением.

3. При КЗ в защищаемой цепи предохранители должны обеспечивать селективность защиты.

4. Характеристики предохранителя должны быть ста­бильными, а технологический разброс их параметров не должен нарушать надежность защиты.

5. В связи с возросшей мощностью установок предохра­нители должны иметь высокую отключающую способность.

6. Конструкция предохранителя должна обеспечивать возможность быстрой и удобной замены плавкой вставки при ее перегорании.

. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРЕДОХРАНИТЕЛЯХ

Плавкий предохранитель представляет собой однополюсный ком­мутационный аппарат, предназначенный для защиты электрических це­пей от сверхтоков (токи перегрузки и токи КЗ). Действие его осно­вано на плавлении током металлической вставки небольшого сечения и гашении образовавшейся дуги. В защищаемую цепь предохранитель включается последовательно. Для создания видимого разрыва ис­пользуются рубильники или разъединители. Достоинство предохранителей:

а) простота устройства и низкая стоимость;

б) быстрое отключение цепи при КЗ;

в) способность некоторых предохранителей ограничивать ток КЗ.

Основными параметрами предохранителя являются номинальные значения напряжения и токов. Номинальный ток предохранителя дол­жен соответствовать наибольшему току плавкой вставки, которая мо­жет быть в нем установлена.

По характерным признакам предохранители делятся:

1) по способности ограничивать ток при отключении - на токоограничивающие и нетокоограничивающие;

2) по способу гашения дуги - на обеспечивавшие гашение дуги за счет ее тесного соприкосновения с мелкозернистым наполнителем и на обеспечивающие гашение дуги за счет генерирования газов при воздействии дуги на твердый материал корпуса и последующего вых­лопа этих газов;

3) по диапазону токов отключения:

- класс 1 - от одночасового тока плавления до номинального тока отключения (предохранители общего значения);

- класс 2 - от нормированного тока отключения, превышающего одночасовой ток плавления, до номинального тока отключения (пре­дохранители для работы совместно с коммутационными аппаратами).

При токах, превышающих ток срабатывания предохранителя, плав­кая вставка должна перегореть в кратчайшее время. Чтобы достиг­нуть резкого сокращения времени плавления вставки с увеличением то­ка, применяют следующие способы:

1) придают плавкой вставке специальную форму (выполняют в виде пластинки с вырезами, уменьшающими ее сечение на отдельных участках);

2) используют металлургический эффект (напаивают небольшие оловянные шарики на плавкую вставку, выполненную в вине проволоки).



Предохранители до 1000 ВВ установке переменного и постоянного тока с напряжением до 1 кВ плавкие предохранители применяют для защиты линий, электрод­вигателей и других приемников электроэнергии от действия токов К.З. и перегрузки. Патрон предохранителя состоит из фибровой трубки с ла­тунными контактными держателями , закрепляющих контактных ножей , к которым присоединяется плавкая вставка . Для отвода избыточного тепла в месте соединения плавкой вставки и ножа установлена мас­сивная медная шайба , предотвращающая произвольный поворот контак­тных ножей. Патрон вставляют в неподвижные контактные стойки, зак­репленные на изолированной плите.

Плавкие вставки изготавливаются из цинка в виде пластины с вырезами. На суженных участках выделяется больше тепла, чем на широких, но при номинальном режиме избыточное тепло, благодаря теплопроводности цинка, передается широким частям, поэтому вся вставка имеет примерно одинаковую температуру. При перегорании плавкой вставки от действия протекающих токов КЗ или перегрузки образуется электрическая дуга. В основу гашения дуги заложен принцип деления ее на части - разрывы, что обеспечивается самой конструкцией вставки. Нагрев узких участков идет быстрее, чем широких. Вставка перегорает во всех суженных местах. Широкие части под собственной массой падают вниз патрона, улучшая эффективность разрыва электрической дуги.

Высокая температура электрической дуги, воздействуя на стен­ки фибрового патрона, вызывает образование газов. Давление газов до 4...8 МПа способствует быстрому охлаждению и гашению электри­ческой дуги. Достоинством предохранителей является простота сме­ны сгоревшей вставки. Для уменьшения возникающего при отключении тока КЗ перенапряжений плавкая вставка имеет несколько суженных мест. При их поочередном плавлении полная длина дугового проме­жутка вводится в цепь не сразу , а ступенями.

Предохранители типа ПН-2 выполняются на номинальные токи 100...600 А . Корпус фарфоровый, квадратный, имеет резьбовое отверстие для винтов, с помощью которых крепятся крышка с контактными но­жами , плавкая вставка , приваренная к шайбам ножей.

Корпус заполнен наполнителем - сухим кварцевым песком и гер­метически закрыт крышками с асбестовыми прокладками. Плавкие вставки изготовлены из тонких медных лент толщиной 0,15... 0,35 мм и шириной до 4,4 мм: на вставке сделаны прорези , уменьшающие се­чения вставки в два раза. Применение металлургического эффекта позволяет значи­тельно уменьшить ток срабатывания предохранителя при неизменном номинальном токе, т.к. номинальный ток будет зависеть только от сечения плавкой вставки. При перегорании вставки электрическая дуга гасится в узких щелях кварцевого песка. Для уменьшения эффекта токоограничения и, следовательно, перенапряжений используются прорези на плавкой вставке (узкие места), сгорая в которых дуга разделяется на час­ти. Предохранители НПН подобны ПН, но имеют неразборный патрон без контактных ножей и рассчитываются на токи до 60 А. Пре­дельный отключаемый ток в предохранителях ПН-2 достигает 60 кА.

2. Бесконтактные коммутационные аппараты (на примере тиристорного пускателя)

Бесконтактные коммутационные аппараты (БКА, Solid State) — новый класс коммутационного оборудования, основанный на применении тиристорных ключей переменного тока. Использование свойств тиристора управляемости, скорости включения — позволяет применять оригинальные методы управления и контроля за развитием аварийного процесса в системе электроснабжения.

Контактные аппараты применяются для дискретной коммутации больших I и U. А бесконтактные при небольших, для плавного управления регулирования I, а также как быстродействующий аппарат.

Преимущество контактных к бесконтактным:

1. Подвижной системы нет (высокая мех. прочность).

2. Не образуется дуга (высокая эл. износостойкость).

3. Высокое быстродействие (частота срабатывания 105-106 в час).

4. Работает надежно в любом режиме.

5. Допустимое число вкл. 2000 в час

6. Длительность включения меньше 0,02 секунд.

Тиристорный пускатель предназначен для бесконтактного управления эл. исполнительных механизмов. В приводе которого используется 3-х фазные двигатели. Если тиристор используется для управления двигателей постоянного тока, то включается на постоянное напряжение, то ток в силовой цепи снижается искусственным путем в определенный момент времени до 0 и тиристор самопроизвольно не закрывается. В этом случае для отключения нагрузки применяется искусственная схема (с применением конденсатора). Подключая конденсатор у схеме вызывает переходной режим в цепи в которой ток принимает нулевое значение в определенный момент времени. Если сигнал с управляющего электрода снят то в эти моменты времени тиристор закрывается.



ТИРИСТОРНЫЙ ПУСКАТЕЛЬ:

Тиристорные пускатели серии ПБН, ПТТ предназначены для бесконтактной коммутации и защиты в аварийных режимах работы трехфазных двигателей и другой активно-индуктивной нагрузки, обеспечивают выполнение функций пускателей и автоматических выключателей. Основные области применения пускателей тиристорных с плавным пуском : насосное, вентиляционное, дымососное, подъемно-транспортное оборудование и т.д.

Тиристорные пускатели свободны от таких недостатков магнитных пускателей как:


  • подгорание контактов

  • неодновременность подключения фаз

  • значительная мощность потребления цепей управления

  • залипание магнитной системы вследствие ее намагничивания от источников сильных магнитных полей постоянного тока, что особенно важно в металлургических и электролизных производствах

  • ограниченная частота включения

  • наличие механически подвижных частей

  • недостаточное быстродействие

На рис. 8.14 показан один из вариантов схемы бесконтактного — тиристорного пускателя. Силовой блок Б1 содержит силовые тиристоры VS1VS3 и диоды VD1VD3, рассчитанные на номинальный и пуско­вой токи двигателя М. При подаче сигнала управления на электроды /—2, авымсчфв ыбжзп34, 5—6 тиристоры открываются и двигатель подключается к се­ти. В отрицательный полупериод, когда тиристоры закрываются отри­цательным анодным напряжением, ток двигателя проходит по диодам VD1VD3. Диоды могут быть заменены тиристорами.

При снятии сигнала управления (при перегрузке, потере фазы, на­жатии кнопки «Стоп») тиристоры закрываются. Следующий полупериод тока пропускается диодами. После этого диоды VD1, VD2, VD3 закрываются и двигатель отключается от сети. По тиристорам и диодам протекает лишь небольшой ток утечки.

Сигналы управления тиристорами формируются в блокинг-генераторе Б2, который получает напряжение от блока питания БЗ. При на­жатии кнопки «Пуск» включается тиристор VS5 и все напряжение при­кладывается к резистору RЗ. При этом транзистор VT3 закрыт, так как напряжение на резисторе R3 больше, чем на резисторе R4. По мере за­ряда конденсатора С2 наступают условия для открытия транзистора VT3 и конденсатор С2 начинает разряжаться на обмотку w1 трансфор­матора Т2. Электродвижущая сила, наводящаяся при этом на обмотке, wо,с способствует быстрому и полному открытию транзистора VT3. При разряде конденсатора напряжение на резисторе R3 возрастает, транзис­тор VT3 закрывается и снова начинается заряд конденсатора С2. Та­ким образом, генерируются импульсы тока в обмотке w1 и в трех вы­ходных обмотках w2 появляются управляющие импульсы. Диоды VD5VD7 пропускают импульсы только положительной полярности. При нормальном режиме транзистор VT2 блока Б2 насыщен и лам­па Л2 не горит. Если на контакты 7, 8 блока Б2 подано напряжение с одноименных контактом блока защиты Б4, тиристор VS4 открывается и блокинг-генератор лишается питания. Блок питания Б3 включается только на резистор R8. При потере питания генерация в блоке Б2 прекращается и тиристор VS5 отключается. Одновременно транзистор VT2 закрывается и загорается лампа Л2, сигнализируя об отключении пус­кателя от защиты. В случае потери фазы в выходном напряжении (по­сле диодов VD8VD10) появляется пауза. В эту паузу блок Б2 останавливается и тиристор VS5 отключается, что ведет к закрытию силовых тиристоров.





3. Контакторы и магнитные пускатели.

Контакторы:

Контактор представляет собой электрический аппарат, предназначенный для коммутации силовых электрических цепей. Замыкание или размыкание контактов контактора осуществляется чаще всего под воздействием электромаг­нитного привода.

Контакторы постоянного тока предназначены для ком­мутации цепей постоянного тока и, как правило, приводятся в действие электромагнитом постоянного тока.

Контакторы переменного токи предназначены для ком­мутации цепей переменного тока. Электромагниты этих кон­такторов могут быть как переменного, так и постоянного тока.

В настоящее время частота коммутаций в схемах элек­тропривода достигает 3600 в час. Этот режим работы является наиболее тяжелым. При каждом включении и от­ключении происходит износ контактов. Поэтому принимаются меры к сокращению длительности горения ду­ги при отключении и к устранению вибраций контактов.

Для контакторов существует еще режим редких комму­таций, характеризуемый более тяжелыми условиями, чем при нормальных коммутациях [ток включения достигает 10Iном]. Такие режимы возникают довольно редко (на­пример при КЗ). Основными техническими данными кон­такторов являются номинальный ток главных контак­тов, предельный отключаемый ток, номинальное напря­жение коммутируемой цепи, механическая и коммутацион­ная износостойкость, допустимое число включений в час, собственное время включения и отключения. Способность контактора, как и любого коммутационного аппарата, обе­спечить работу при большом числе операций характеризуется износостойкостью. Различают механическую и комму­тационную износостойкость. Механическая износостойкость определяется числом циклов включение-отключение кон­тактора без ремонта и замены его узлов и деталей. Ток в цепи при этом равен нулю. Механическая износостойкость современных контакторов составляет (10 - 20) • 106 опера­ций.

Коммутационная износостойкость определяется таким числом включений и отключений цепи с током, после кото­рого требуется замена контактов. Современные контакторы должны иметь коммутационную износостойкость порядка (2 - 3)*106 операций (некоторые выпускаемые в настоящее время контакторы имеют коммутационную износостойкость I06 операций и менее).

Собственное время включения состоит из времени нарастания потока в электромагните контактора до значения потока трогания и времени движения якоря. Большая часть этого времени тратится на нарастание магнитного потока. Для контакторов постоянного тока с номинальным током 100А собственное время включения составляет 0,14с, для контакторов с током 630 А оно увеличивается до 0,37с.

Собственное время отключения — время с момента обесточивания электромагнита контактора до момента размы­кания его контактов. Оно определяется временем спада по­тока от установившегося значения до потока отпускания. Временем с начала движения якоря до момента размыка­ния контактов можно пренебречь. В контакторах постоян­ного тока с номинальным током 100 А собственное время отключения составляет 0,07, в контакторах с номинальным током 630 А— 0,23 с.

Номинальный ток контактора Iном представляет собой ток, который можно пропускать по замкнутым главным контактам в течение 8 ч без коммутаций, причем превышение температуры различных частей контактора не должно быть больше допустимого (прерывисто-продолжительный режим работы). Номинальный рабочий ток контактора Iном.р — это допустимый ток через его замкнутые главные контакты в конкретных условиях применения. Так, напри­мер, номинальный рабочий ток Iном.р контактора для ком­мутации асинхронных двигателей с короткозамкнутым ро­тором выбирается из условий включения шестикратного пускового тока двигателя.

Номинальным напряжением называется наибольшее напряжение коммутируемой цепи, для работы при коротком предназначен контактор.

Вспомогательные контакты должны ком­мутировать цепи электромагнитов переменного тока, у ко­торых пусковой ток может во много раз превышать устано­вившийся.

Контактор имеет следующие основные узлы: контакт­ную систему, дугогасительное устройство, электромагнит и систему вспомогательных контактов. При подаче напря­жения на обмотку электромагнита контактора его якорь притягивается. Подвижный контакт, связанный с якорем электромагнита, замыкает или размыкает главную цепь. Дугогасительное устройство обеспечивает быстрое гашение дуги, благодаря чему достигается малый износ контактов. Система вспомогательных слаботочных контактов служит для согласования работы контактора с другими устройст­вами.

Магнитные пускатели:

Магнитным пускателем называется электрический аппарат, предназначенный для пуска и отключения короткозамкнутых асин­хронных двигателей. Как правило, в пускатель помимо кон­тактора встроены тепловые реле для защиты двигателя от токовых перегрузок и «потери фазы». Работа асинхронных двигателей в значительной степени зависит от таких свойств пускателей, как износостойкость, коммутационная способ­ность, надежность защиты двигателя от перегрузок. В про­цессе эксплуатации довольно часто обрывается одна из фаз трехфазного питающего напряжения, например из-за пере­горания предохранителя. К двигателю при этом подводятся только две фазы и ток в статоре резко возрастает, что при­водит к выходу его из строя из-за нагрева обмотки до вы­сокой температуры. Тепловые реле пускателя от этих токов должны срабатывать и отключать двигатель.



Схема управления 3-х фазным АД с КЗ ротором с помощью магнитного пускателя.

В схеме пускателя, приведенной па рис. 8.11, в двух фазах двига­теля М включены нагревательные элементы тепловых реле КК1 и КК2. Тепловое реле защищают двигатель от перегрузки, а предохранители FU1—FU3 защищают питающую сеть от КЗ в двигателе. Главные контакты КМ1—КМЗ пускателя включены последователь­но с предохранителями FU1FU3, Катушка КМ контактора подклю­чается к сети через контакты тепловых реле и кнопок управления «Пуск» и «Стоп». При нажатии кнопки «Пуск» напряжение на катушку КМ подастся через замкнутые контакты кнопки «Стоп» и замкнутые контакты тепловых реле. При срабатывании контактора замыкаются вспомогательные контакты КМ, шунтирующие замыкающие контакты кнопки «Пуск», которую после этого можно отпустить. Для отключения двигателя нажимается кнопка «Стоп», после чего контакты К.М1КМЗ размыкаются. При токовой перегрузке двигателя срабатывают КК1 и КК2, контакты которых разрывают цепь катушки КМ. При этом кон­такты КМ1КМЗ размыкаются и двигатель отключается.

Высокий коэффициент возврата электромагнитов контакторов пе­ременного тока позволяет защищать двигатель от понижения напряжения сети [электромагнит отпускает при U= (0,6 - 0,7) Uном]. При восстанов­лении напряжения сети до номинального значения самопроизвольное включение пускателя не происходит, так как после размыкания контакта КМ цепь катуш­ки КМ не замкнута.

Схема включения реверсивного пускателя приведена на рис. 8.13. Кнопка управления «Вперед» имеет замыкающие контакты 1—2 и раз­мыкающие контакты 46. Аналогичные контакты имеет кнопка «На­зад» для пуска двигателя в обратном направлении. При пуске «Вперед» замыкаются контакты /—2 соответствующей кнопки и процесс проте­кает так же, как и у нереверсивного пускателя на рис. 8.11. При этом цепь катушки контактора Кв замыкается через размыкающие кон­такты /—6 кнопки «Назад». О8щшдбжхзлгцшж длдновременно размыкаются размыкающие контакты 4-6 кнопки «Вперед», разрывается цепь катушки контактора Кн. При нажатии кнопки «назад» вначале размы­каются контакты 1-6, обесточивается катушка контактора Кв и отклю­чаются его контакты Кв. Затем контактами 43 включается контактор Кн после чего замыкаются его контакты. При этом очередность фаз пи­тания двигателя становится обратной, При одновременном нажатии кнопок «Вперед» и «Назад» оба контактора не включаются.

4. УЗО

назначение

УЗО должно отключать защищаемый участок сети при появлении в нем синусоидального переменного или пульсирующего постоянного (в зависимости от модификации) тока утечки, равного отключающему дифференциальному току устройства (отключающий дифференциальный ток УЗО согласно требованиям стандарта может иметь значения в интервале от 0,5 до номинального значения, указанного заводом-изготовителем).


УЗО, функционально не зависящее от напряжения питания, не должно срабатывать при снятии и повторном включении напряжения сети.

УЗО не должно производить автоматическое повторное включение.

УЗО, функционально не зависящее от напряжения питания, не должно зависеть от наличия напряжения в контролируемой сети, должно сохранять работоспособность при обрыве нулевого или фазного проводов.

Конструкция

1 - Трансформатор тока


2 - Пусковой орган
3 - Исполнительный механизм
4 - Цепь тестирования

Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока 1. В абсолютном большинстве УЗО, производимых и эксплуатируемых в настоящее время во всем мире, в качестве датчика дифференциального тока используется именно трансформатор тока. В литературе по вопросам конструирования и применения УЗО этот трансформатор иногда называют трансформатором тока нулевой последовательности - ТТНП, хотя понятие "нулевая последовательность" применимо только к трехфазным цепям и используется при расчетах несимметричных режимов многофазных цепей.

Пусковой орган (пороговый элемент) 2 выполняется, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или электронных компонентах. Исполнительный механизм 3 включает в себя силовую контактную группу с механизмом привода.

В нормальном режиме, при отсутствии дифференциального тока - тока утечки, в силовой цепи по проводникам, проходящим сквозь окно магнитопровода трансформатора тока 1 протекает рабочий ток нагрузки. Проводники, проходящие сквозь окно магнитопровода, образуют встречно включенные первичные обмотки дифференциального трансформатора тока. Если обозначить ток, протекающий по направлению к нагрузке, как I1, а от нагрузки как I2, то можно записать равенство:

I1 = I2.

Равные токи во встречно включенных обмотках наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно встречно направленные магнитные потоки Ф1 и Ф2. Результирующий магнитный поток равен нулю, ток во вторичной обмотке дифференциального трансформатора также равен нулю.

Пусковой орган 2 находится в этом случае в состоянии покоя.
При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприемника, на который произошел пробой изоляции, по фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки I1 протекает дополнительный ток - ток утечки (I ), являющийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным).

Неравенство токов в первичных обмотках (I1 + I в фазном проводнике) и (I2, равный I1, в нейтральном проводнике) вызывает неравенство магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной обмотке трансформированного дифференциального тока. Если этот ток превышает значение уставки порогового элемента пускового органа 2, последний срабатывает и воздействует на исполнительный механизм 3.

Исполнительный механизм, обычно состоящий из пружинного привода, спускового механизма и группы силовых контактов, размыкает электрическую цепь. В результате защищаемая УЗО электроустановка обесточивается.

Конструкцию устройства защитного отключения, срабатывающего при появлении тока утечки (далее кратко называемого просто устройством защитного отключения (УЗО)), можно раздэлить на 3 функциональных узла:



  1. суммирующий трансформатор тока для обнаружения тока утечки

  2. расцепитель для преобразования электрической измеренной величины в механическое освобождение защелки

  3. защёлка в контактах.

Суммирующий трансформатор тока охватывает все провода, используемые для передачи тока, то есть при необходимости и нейтральный провод.

При исправной установке намагничивающее действие проводов, служащих для пропускания тока, в суммирующем трансформаторе взаимно компенсируется, поскольку согласно закону Кирхгофа сумма всех токов равна нулю. Остаточное магнитное поле, которое могло бы навести напряжение во вторичной обмотке, не возникает.

Если же в результате повреждения электрической изоляции в электрической цепи после устройства защитного отключения возникает ток утечки, то равновесие нарушается и в сердечнике суммирующего трансформатора появляется остаточное магнитное поле. В результате во вторичной обмотке наводится напряжение, которое через расцепитель и защелку обеспечивает отключение электрической цепи с поврежденной изоляцией и, следовательно, отключение слишком высокого напряжения прикосновения.

Выбор
При выборе УЗО следует учитывать как рабочие эксплуатационные параметры устройств, так и характеристики, определяющие их качество и надежность.

Рабочие параметры - номинальное напряжение, номинальный ток, номинальный отключающий дифференциальный ток (уставка по току утечки) выбираются на основе технических данных проектируемой электроустановки. Их выбор обычно не представляет большой сложности.


Номинальный условный ток короткого замыкания Inc - характеристика, определяющая надежность и прочность устройства, качество исполнения его механизма и электрических соединений. Иногда этот параметр называют «стойкость к токам короткого замыкания».

Стандартом ГОСТ Р 51326.1?99 для УЗО установлено минимально допустимое значение Inc, равное 3 кА.

Следует заметить, что в европейских странах не допускаются к эксплуатации УЗО с Inc, меньшим, чем 6 кА. У качественных УЗО этот показатель равен 10 кА и даже 15 кА.
На лицевой панели устройств данный показатель указывается либо символом: например, Inc = 10 000 А либо соответствующими цифрами в прямоугольнике.

Коммутационная способность УЗО - Im, согласно требованиям норм, должна быть не менее десятикратного значения номинального тока, или 500А (берется большее значение).


Качественные устройства имеют, как правило, гораздо более высокую коммутационную способность - 1000, 1500 А. Это значит, что такие устройства надежнее, и в аварийных режимах, например при коротком замыкании на землю, УЗО, опережая автоматический выключатель, гарантированно произведет отключение.

5. Автоматические выключатели: (назначение, конструкция, выбор).

Автоматические воздушные выключатели (автоматы) служат для автоматического отключения электрической це­пи при перегрузках, КЗ, чрезмерном понижении напряже­ния питания, изменении направления мощности и т. п., а также для редких включений и отключений вручную номи­нальных токов нагрузки.

В зависимости от вида воздействующей величины авто­маты делятся на максимальные автоматы по току, мини­мальные автоматы по току, минимальные автоматы по на­пряжению, автоматы обратного тока, максимальные авто­маты, работающие по производной тока, поляризованные максимальные автоматы (отключают цепь при нарастании тока в одном — прямом направлении) и неполяризованные, реагирующие на возрастание тока в любом направлении.

Для построения селективно действующей защиты автоматы должны иметь регулировку тока и времени срабатывания.

В некоторых случаях требуется комбинированная защи­та — максимальная по току и минимальная по напряжению. Автоматы, удовлетворяющие этим требованиям, называют­ся универсальными.

Автоматы общепромышленного и бытового применения обычно имеют лишь максимально-токовую защиту, отрегу­лированную на заводе. В эксплуатации характеристики ав­томата не могут быть изменены. Для уменьшения возмож­ности соприкосновения персонала с деталями, находящими­ся под напряжением, эти автоматы закрыты пластмассовым кожухом и практически не выбрасывают дугу. Такие авто­маты называются установочными.

В любом автомате есть следующие основные узлы: токоведущая цепь, дугогасительная система, привод автома­та, механизм автомата, механизм свободного расцепления и элементы защиты — расцепители.

Основными параметрами автоматов является: собственное и полное время отключения, номинальный длителрьный ток, номинальное напряжение, предельный ток отключения.



Под собственным временем отключения автомата пони­мают время от момента, когда ток достигает значения тока срабатывания Iср, до начала расхождения его контактов. После расхождения контактов возникающая электрическая дуга должна быть погашена за наименьшее время с перена­пряжением, не представляющим опасности для остального оборудования.





страница 1


Смотрите также:





     

скачать файл




 



 

 
 

 

 
   E-mail:
   © zaeto.ru, 2018