Комутаційно-захисна апаратура, блог електромеханіка
До апаратурі захисту відносяться різного роду реле, автоматичні вимикачі та запобіжники.
1. Автоматичні вимикачі (автомати)
Автоматичним вимикачем (автоматом) називається електричний комутаційно-захисний апарат з високою комутаційної здатністю, призначений для автоматичного розмикання електричних ланцюгів при аварійних ситуаціях, а також для нечастих оперативних включень і відключень електричних ланцюгів при нормальних умовах роботи.
Для більш частих оперативних включень-відключень електричних ланцюгів розроблені комутаційно-захисні апарати (типу АКЗ), що володіють підвищеною комутаційної здатністю.
Автомати, що спрацьовують при токах короткого замикання без витримки часу і вбудовані в пластмасовий захисний корпус, називаються неселективними (установочними). Автомати з витримкою часу при відключенні струмів короткого замикання називаються селективними.
Расцепители в автоматах контролюють величину відповідного параметра захищається ланцюга і дають сигнал на відключення автомата, коли ця величина досягне заданого значення, званого уставкой (струм спрацьовування, напруга спрацьовування і т. Д.), Так, наприклад, уставка генераторних автоматів дорівнює 115% номінального струму генератора. У расцепителей передбачається можливість регулювання уставки в досить широких межах. Це необхідно для здійснення селективної (виборчої) захисту електричної мережі, в яку включений автомат.Установчі автомати комплектуються наступними видами расцепителей:
- електромагнітними. спрацьовують миттєво при токах, що перевищують номінальний струм уставки від 2 до 20 разів (захист від струмів короткого замикання);
- тепловими. спрацьовують при токах, що становлять від 1,25 до 1,8 номінального струму розчеплювача (захист від перевантажень);
- комбінованими. що складаються з електромагнітних і теплових елементів.
Автомати поряд з ручним можуть забезпечуватися дистанційним електромеханічним приводом, електродвигунні в автоматах серій АМ і А3100.
У суднових автоматах використовується механізм моментного включення і відключення, коли замикання і розмикання контактів здійснюється з постійною швидкістю, що не залежить від частоти обертання рукоятки.
Основними характеристиками автоматів є: захисна (час-струмовий) характеристика, гранична комутаційна здатність, термічна стійкість, електродинамічна стійкість, механічна і електрична зносостійкість.
Захисної характеристикою автомата називають залежність повного часу від моменту виникнення струму короткого замикання до моменту спрацьовування розчеплювача від сили струму, що проходить через расцепитель, або кратності цього струму по відношенню до номінального струму розчеплювача. Захисні характеристики автоматів визначаються наявністю теплових, електромагнітних або комбінованих расцепителей, а також селективної прибудовою сповільнювач розчеплення.
За особливостями захисних характеристик розрізняють автомати миттєвої дії з залежною витримкою часу при перевантаженнях і миттєвим відключенням при коротких замиканнях.
Установчий автомат забезпечений тепловим і електромагнітним роздільниками, які працюють незалежно один від одного.
При токах навантаження, менших в порівнянні зі струмом уставки електромагнітного розчеплювача, працює тільки теплової расцепитель, так як уставка електромагнітного розчеплювача більше уставки теплового розчеплювача. При токах навантаження, що перевищують уставку електромагнітного розчеплювача, працює тільки електромагнітний расцепитель, так як теплової расцепитель має при цих токах більший час спрацьовування. При роботі електромагнітного розчеплювача повне час спрацьовування автомата мало, і це є дуже цінним його якістю.
Велика швидкість спрацьовування настановних автоматів, приблизно однакова для всіх апаратів цього типу, обмежує селективність їх роботи. Селективність дії двох настановних автоматів можлива лише в межах уставок їх електромагнітних расцепителей.
У селективних автоматах, забезпечених сповільнювачами розчеплення, час спрацьовування автомата збільшується на час спрацьовування сповільнювач.
Гранична комутаційна здатність автомата - це найбільше значення струму, який електричний апарат здатний відключити без пошкоджень і включити без зварювання контактів.
Термічна стійкість - найбільше значення струму, який електричний апарат здатний пропустити протягом короткого проміжку часу без псування ізоляції і струмоведучих частин. Термічна стійкість кількісно може характеризуватися також твором квадрат сили струму на час протікання струму пропорційною до кількості виділеного тепла.
Електродинамічна стійкість - найбільше значення струму (ударний струм), який електричний апарат здатний витримати протягом короткого проміжку часу без механічних пошкоджень.
Механічна і електрична зносостійкість - кількість комутаційних циклів включення - відключення з заданими інтервалом між циклами і способами включення і відключення, яке апарат здатний витримати без пошкоджень.
Контактором називається електромагнітний апарат дистанційного дії, призначений для частих включень і відключень електричних ланцюгів при нормальних режимах роботи.
Залежно від умов застосування контактори встановлюються в пускателях, станціях управління, розподільних щитах або використовуються у вигляді окремих апаратів, змонтованих в ящиках.
Контактори, що мають витримку часу перед відключенням або включенням, називаються таймтакторамі.
Власний час відпадання - це час від початку припинення харчування втягує або утримує котушки при номінальному режимі контактора до моменту повного відпадання якоря електромагніту.
Власний час замикання для контактора з замикаючими контактами - це час від моменту замикання ланцюга втягує котушки до моменту першого торкання замикаючого контакту контактора.
Власний час замикання для контактора з розмикаючими контакторами - це час від моменту початку припинення харчування втягує котушки до моменту першого торкання спорогенезу контакту контактора.
Власний час розмикання для контактора з замикаючими головними контактами - це час від моменту розмикання ланцюга втягує котушки Д) моменту появи напруги між рухомими і нерухомими контактами, обумовленого їх розбіжністю.
Власний час розмикання для контактора з розмикаючими контактами - це час від моменту замикання ланцюга втягує котушки до моменту появи напруги між рухомими і нерухомими контактами, обумовленого їх розбіжністю.
Зносостійкість контакторів характеризується числом включень - вимкнень (циклів) і найбільшою допустимої частотою включень.
3. Пакетні вимикачі і перемикачі
Пакетні вимикачі і перемикачі - це комутаційні апарати ручного керування, що складаються із зібраних в пакети секцій (з контактами), призначені для включень, виключень і перемикань ланцюгів постійного і змінного струму.
Пакетні вимикачі і перемикачі можуть бути з контактами ножового і мостикового (кулачкового) типів.
Пакетні вимикачі і перемикачі за кількістю полюсів поділяються на двох і триполюсні; виготовляються на номінальні струми від 10 до 400 А; можуть мати відкрите, захищене і герметичне виконання корпусу. Перемикачі виконуються на два або три напрямки.
4. Рубильники, рубають перемикачі
Рубильником. стинають перемикачем називають електричний апарат з ручним приводом, призначений для комутації електричних ланцюгів під струмом. Рубильники виконують функцію замикання - розмикання ланцюгів, а рубають перемикачі - ще й функцію перемикання ланцюгів.
Роз'єднувачем називають електричний апарат з ручним приводом, призначений для комутації знеструмлених електричних ланцюгів.
Рубильники крім головних ножів мають також розривні (моментні) ножі, які забезпечують достатню швидкість відключення, не залежну від швидкості руху руки оператора, і оберігають головні контакти від руйнівної дії дуги.
Моментні ножі виконуються полегшеної конструкції, так як вони бувають навантажені короткочасно. Рубильники і перемикачі на струми 600 А і вище виготовляються без моментних ножів - з мідно-графітовими (розривними) контактами.
Для підвищення граничного що відключається струму рубильники і перемикачі забезпечуються дугогасильними камерами з дугогасительной гратами. Роз'єднувачі не мають моментних ножів і дугогасильних камер. Рубильника і перемикачі можуть забезпечуватися замикаючими та розмикаючими блок-контактами. приводяться в дію одночасно з контактними ножами.
5. Універсальні перемикачі
Універсальним перемикачем називається комутаційний пристрій, що служить для ручного керування включенням або перемиканням ланцюгів в електричних установках.
Перемикач набирається з окремих секцій, що складаються з двох рухомих контактів і трьох шайб, з яких дві призначені для включення двох рухомих контактів і одна - для їх відключення. При великому числі кулачкових шайб з різним профілем і різною конфігурацією можливий набір численних схем включення контактів. Черговість та порядок включення окремих контактів визначаються схемою розташування шайб.
Основними характеристиками універсальних перемикачів є: комутаційназдатність. характеризується граничним струмом відключення при даній тривалості навантаження; механічна зносостійкість. обумовлена граничним числом включень знеструмленому апарату; перевантажувальна здатність. характеризується допустимим струмом перевантаження протягом певного проміжку часу.
6. плавкі
Плавким запобіжником називають електричний апарат, який розмикає електричний ланцюг шляхом розплавлення плавкої вставки, нагрітої струмом, що перевищує задане значення.
Плавкі прёдохранітелі призначаються для захисту електричних ланцюгів і елементів електроустановок при виникненні перевантажень або коротких замикань. Найбільш поширені матеріали плавких вставок - цинк і срібло.
Основними характеристиками плавких запобіжників є захисні (час-струмові) характеристики і гранична розривна здатність.
Захисної характеристикою запобіжника називається залежність повного часу відключення (тривалість гасіння дуги) від струму, відключеного запобіжником.
Захисної час-струмової характеристикою запобіжника визначається: здатність захищати елемент установки від перевантажень; вибірковість (селективність) дії запобіжника в сукупності з дією інших елементів захисту; здатність відбудовуватися від пускових і пікових струмів захищається приймача електроенергії.
Час плавлення плавких вставок, розрахованих на струми з однаковими номінальними значеннями, при одних і тих же токах перевантаження виходить різним. Це пояснюється тим, що завжди має місце так званий розкид характеристик запобіжників. Розкид викликаний головним чином неминучими при виготовленні плавких вставок виробничими допусками. Щодо широка зона розкиду характеристик запобіжників змушує вибирати перетину плавких вставок з запасом, щоб уникнути перегоряння їх при номінальних значеннях струмів. Завдяки цьому перегорання плавких вставок може відбуватися при значеннях струмів перевантаження, у багато разів перевищують номінальні значення струмів плавкою вставки. Внаслідок цього запобіжники не можуть забезпечити надійний захист елементів електричного обладнання при відносно невеликих перевантаженнях, що є їх недоліком. Селективність захисту забезпечується запобіжниками при послідовній установці їх з різницею на дві-три ступені шкали номінальних струмів плавких вставок.
Граничною розривної здатністю запобіжника при даному напрузі називається найбільше значення струму короткого замикання мережі, при якому гарантується надійність роботи запобіжника. Чим вище розривна здатність, тим краще якість запобіжників і тим при великих потужностях електроенергетичних установок вони можуть застосовуватися.
Розривна здатність запобіжника залежить від швидкості гасіння дуги при перегорання плавкої вставки, і при інших рівних умовах вона тим більше, чим нижче лежить час-струмовий характеристика запобіжника.
7. Контактні реле
Контактним реле називається електричний апарат автоматичної дії, що спрацьовує при певних імпульсах, на які він призначений реагувати, і що впливає при цьому своїми контактами на електричні ланцюги.
Уставкой реле називається значення імпульсу, при якому реле спрацьовує (т. Е, замикає або розмикає свої контакти).
Контактні реле за принципом дії можна розбити на три групи: електромагнітні, індукційні і теплові.