Gc-helper.ru

ГК Хелпер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип действия автоматического выключателя схема

Устройство автоматического выключателя (АВ)

Предшественником АВ в быту был автоматический предохранитель, он вворачивался в штатное гнездо «пробки». Такие предохранители были рассчитаны на токи 5, 6,3, 10, 16 и 25 ампер.

Устройство автоматического выключателя в разрезе

В свое время автоматические предохранители стали шагом вперед в защите сети от аварий, но их конструкция была несовершенной: при эксплуатации более года параметры сильно изменялись, и отключения начинали происходить даже, когда сила тока в цепи была намного меньше защитного.

Предшественник АВ — автоматический предохранитель

Следующим шагом в повышении безопасности при эксплуатации бытовой электросети стало внедрение автоматических выключателей, они уже выполняли не только функции защиты, но и штатных выключателей. Механизм этих устройств более совершенный и надежный.

Существует целая линейка АВ это: одно-, двух-, трех- и четырехполюсные. Первые два вида преимущественно используются в быту, а остальные в трехфазной сети, в промышленности и производстве.

Одно-, двух-, трехполюсные автоматические выключатели

Однополюсный АВ

Далее приведено устройство однополюсного АВ, но все, что сказано о нем, справедливо и для всех остальных видов.

На рисунке изображен механизм автоматического выключателя. Если проследить путь тока через АВ, то станет понятен принцип его работы.

Схема строения автоматического выключателя

Электрический ток проходит от правой клеммы 2 через замкнутые подвижный 3 и неподвижный 4 контакты, через медную шину и катушку 7, далее биметаллическую пластину 5, к левой клемме 6.

Абсолютно не важно, течет ток от правой клеммы к левой или, наоборот, все процессы в электрической цепи переменного напряжения всегда протекают одинаково.

Аварийное отключение при превышении номинального тока
Температурный (биметаллический) расцепитель представляет собой пластину, которая изготовлена из двух слоев разных металлов. При протекании по ней электротока она нагревается, а так как металлы имеют различные коэффициенты расширения, то пластина изгибается.

Чем больший ток протекает по ней, тем сильнее она изгибается, а когда ток становится больше номинального, на который рассчитан автомат, он действует на спусковой механизм и разрывает цепь.

Этот же ток протекает и через катушку, но возникающая магнитная сила не может преодолеть сопротивление пружины, и сердечник не втягивается внутрь катушки, поэтому отключение происходит только благодаря работе температурного расцепителя.

Аварийное отключение

В случае короткого замыкания ток в цепи возрастает до бесконечной величины в течение нескольких миллисекунд.

Протекающий через катушку магнитного расцепителя (7) ток создает мощный магнитный импульс, который втягивает сердечник внутрь. А так как он связан с подвижным контактом (3), то цепь разрывается, другим концом сердечник нажимает на спусковой механизм, тот срабатывает и не позволяет замкнуть цепь после окончания действия магнитного импульса.

Магнитный расцепитель – это катушка (соленоид) из довольно толстого медного провода. Если по ней течет ток, значительно, в 3-20 раз, превышающий номинальный(In), магнитное поле в катушке достигает порога срабатывания, сердечник втягивается, отводит подвижный контакт от неподвижного, а другим концом воздействует на спусковой механизм, происходит выключение нагрузки.

Магнитный расцепитель в виде катушки

При аварийном или ручном отключении между контактами возникает электрическая дуга, это явление вредное. Для уменьшения воздействия дугового разряда на поверхность контактов применяется дугогасительная камера, она состоит из ряда металлических пластин, закрепленных на двух параллельных стенках из электротехнического картона.

Электрическая дуга – это плазма, под действием собственного магнитного поля она втягивается в промежутки между пластинами, отдавая им тепло, быстро остывает и гаснет. В автоматическом выключателе реализованы два независимых канала слежения за состоянием электрической цепи.

Один из них – тепловой, он следит за «медленным» изменением силы тока, и если она превышает предельное значение в течение длительного времени (до нескольких десятков минут), то происходит отключение.

Второй канал – электромагнитный, он следит за быстрым изменением: если в цепи возникает «бросок» силы тока, то в катушке этого канала появляется мощный магнитный импульс, он отключает потребителя от сети.

Следует иметь в виду, чтоавтоматический выключатель защищает электропроводку от повреждения, но предотвратить поражение человека электрическим током в случае пробоя на корпусе он не может!

Принцип подбора

Для выбора автомата необходимо знать силу тока в сети, которую необходимо защищать от перегрузки. Ее можно легко посчитать.

Сила тока в проводке зависит от мощности имеющихся в доме бытовых приборов:

o I – сила тока в сети (в Амперах).
o W – суммарная мощность всех бытовых приборов (в ваттах).
o U – напряжение сети (обычно 220 вольт).
o Ко – коэффициент «одновременности».

Разумеется, все имеющиеся в доме приборы одновременно работать не будут, поэтому полученный результат нужно умножить на коэффициент «одновременности», его можно определить из приведенной таблицы.

Мощность бытовых приборов обычно указывается на шильдике или прямо на корпусе, также ее можно узнать в паспорте этого изделия.

Соответствие мощности (W) коэффициенту спроса (Ко)

Мощность бытовых приборов (W), кВтдо 14203040506070 и более
Коэффициент одновременности (спроса) (Ко)0,80,650,60,550,50,480,45

В тоже время полезно учитывать тот фактор, что в быту во многих приборах, например, холодильниках, кондиционерах, системах вентиляции, электроинструментах используются довольно мощные электродвигатели.

В технических характеристиках часто указывается cos(φ) – это так называемый коэффициент мощности, он показывает сдвиг фаз тока и напряжения, который обусловлен индуктивностью обмоток электродвигателей.

Соответствие значений коэффициента мощности cos(φ)

Значение коэффициента мощностиВыск.Хорош.Уд.Низк.Неуд.
cos(φ)0,95. 10,8. 0,950,65. 0,80,5. 0,650. 0,5

Также сдвиг фаз вызывают люминесцентные лампы старой конструкции, потому что в них использовались дроссели большой индуктивности, а они вызывают сдвиг фаз. В современных лампах этого типа для управления и регулирования используются электронные схемы.

Поэтому для более точной оценки потребляемого тока необходимо учитывать и cos φ этих приборов.

Окончательная формула будет выглядеть так:

Коэффициент мощности для двигателя указывается на бирке, прикрепленной к корпусу двигателя. По приведенной выше таблице можно определить «качество» двигателя.

Проделав эти нехитрые вычисления, можно приблизительно оценить, какой ток будет в сети.

Основные характеристики, на которые необходимо обращать внимание при выборе модели автоматического выключателя, представлены на рисунке.

Технические характеристики на моделях выключателей

Номинальный ток In – это ток в сети, не вызывающий отключения нагрузки в течение всего времени работы.

Время-токовая характеристика – обозначается В, С, D; она показывает, при какой перегрузке в сети произойдет аварийное отключение потребителей. Если это нижний предел, то время срабатывания более 0,1 сек, а если верхний – менее 0,1 сек:

  • B – 3-5 раз.
  • С – 5-10 раз.
  • D – 10-20 раз.

В быту чаще всего применяются C или D, реже B. Наиболее часто используемые в быту номиналы стандартного ряда In – 6,3, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80 А.

Окончательный выбор делается согласно следующей схеме: номинальный ток автомата (In) должен быть выше или равен току в сети (I) при всех включенных приборах в доме, но меньше или равен допустимому току (Iдоп).

Если автомат предназначен для работы в сети со скрытой проводкой, то номинальный ток (In) необходимо уменьшить на 25-30%, так как условия охлаждения такой проводки значительно хуже, чем открытой.

Мощность домашних приборов 9 квт. По таблице находим, что сечение провода должно быть не менее 4 мм2, а сила тока будет 41 А. Из стандартного ряда выбираем ближайший: меньший – 40. Значит, подойдет С40.

Устройство. Видео

В видео будет произведена разборка дифавтомата, что позволит лучше понять его строение и принцип работы.

Приведенная информация поможет не ошибиться с выбором автоматического выключателя и не нарушить правила эксплуатации в дальнейшем.

Устройство и принцип действия дифференциального автомата

Дифференциальный автомат является совокупностью двух приборов совмещенных в одном корпусе. Первый – это автоматический выключатель, защищающий от токов короткого замыкания и перегрузок. Второй – устройство защитного отключения (УЗО), предохраняющее от поражения человека электротоком и от пожара из-за повреждения изоляции проводников. Принцип работы дифавтомата основывается на тех же методах и способах защиты, которые используются в автоматических выключателях и УЗО.

Составные части дифавтомата

Дифференциальные автоматы производятся двух или четырехполюсными. Двухполюсные устройства работают в однофазной электросети, четырехполюсные – в трехфазных сетях.

Стандартизация и унификация привела к тому, что практически все дифференциальные автоматы выпускаются в виде модулей определенных размеров с креплением, рассчитанным для монтажа на DIN-рейку.

Двухполюсный автоматический выключатель дифференциального тока представляет собой прибор состоящий из:

  • устройства включения и отключения электрического тока;
  • контактной группы;
  • дугогасящей камеры;
  • токовых расцепителей.

Четырехполюсные дифавтоматы имеют такое же устройство, как и двухполюсные, только контролируют три фазы вместо одной. При срабатывании токовых расцепителей в любой фазе отключаются все три.

Группа включения-выключения

Устройство включения/отключения представляет собой систему рычагов и пружин, которая обеспечивает быстрое срабатывание (замыкание/размыкание контактов) независимо от скорости перевода рычага автомата в ручном режиме в положение включено/выключено.

При срабатывании расцепителей оно также быстро размыкает контакты. Это необходимо для того, чтобы избежать образования дуги и преждевременного выгорания контактов. Конструкция устройства такова, что при любом состоянии дифференциального автомата, переключение происходит за счет энергии заранее взведенной пружины.

Контакты и дугогасящая камера

Контактная группа представляет собой систему подвижных и неподвижных контактов, которые соединены с выходными клеммами дифференциального автомата.

Для увеличения износостойкости и уменьшения переходного сопротивления контактов, некоторые производители покрывают их металлокерамикой. В качестве металла используется серебро, как имеющее наименьшее удельное сопротивление. Для более надежного контакта, они подпружиниваются.

Дугогасящая Камера изготавливается из фибры. Внутри находятся металлические пластины, которые рассекают дугу, распределяют в пространстве, уменьшая тем самым ее мощность.

Фибра при нагревании мгновенно выделяет газы, которые вызывают гашение дуги. Во избежания разрыва корпуса от избыточного давления, возникающего при гашении электрической дуги, в нем предусмотрены отверстия. Корпус изготавливается из негорючего пластика.

Токовые расцепители

В дифференциальном автомате имеется три токовых расцепителя, действующих от превышения каких-либо значений тока, и механический, который осуществляет включение/отключение автомата за счет давления на внешний рычаг. Действие дифавтомата как раз и основывается на работе этих расцепителей.

Электромагнитный

Электромагнитный расцепитель по сути является соленоидом. Принцип действия заключается в следующем. Когда проходящий через катушку ток превышает определенное пороговое значение, магнитный сердечник втягивается, давит на рычаг, тот освобождает пружину, которая мгновенно разъединяет контакты.

Это пороговое значение называется током отсечки. Такой тип защиты мгновенного действия используется для предохранения от короткого замыкания.

По превышению отсечки в сравнении с номинальным током, дифференциальные автоматы делятся на несколько классов. Наиболее распространенные: В (3-5 кратное превышение от номинала), С (в 5-10 раз), D (в 10-20 раз больше номинала).

Тепловой

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, обвитую изолированным проводом. При длительном превышении номинального тока провода греются, нагревают пластину.

При достижении определенной температуры пластина изгибается и давит на рычаг, который освобождает предохранительную планку. Та в свою очередь позволяет пружине разомкнуть контакты. Здесь проявляется тепловое действие тока.

Расцепитель настроен таким образом, что начинает срабатывать при превышении номинала в 1,2 раза. При таком превышении он может сработать, примерно, через час.

Если превышение больше, то срабатывание происходит значительно быстрее. Такая защита не позволяет отключаться автомату при запуске электродвигателя, когда кратковременные пусковые токи в несколько раз превышают номинальный. Ее еще называют защитой от перегрузок.

Дифференциальный

Расцепитель дифференциального типа срабатывает при различии тока, проходящего через нулевой и фазовый проводники свыше определенного значения, называемого током уставки или отключения.

Он состоит из измерительной части (трансформатора тока) и исполнительной (поляризационного реле).

Первичной обмоткой является фазовый и нулевой проводники, проходящие сквозь кольцо магнитопровода. Для увеличения индукции первичную обмотку делают многовитковую.

Выводы вторичной обмотки подсоединяются к управляющим контактам поляризованного реле. При наведении в ней электродвижущей силы, реле размыкает контакты дифференциального автомата.

При отсутствии токов утечки суммарное поле будет равно нулю, и во вторичной обмотке ток не наведется. Если нарушается изоляция проводников или человек случайно касается оголенного провода находящегося под напряжением, возникает разность токов в фазном и нулевом проводниках.

Это приводит к наведению ЭДС во вторичной обмотке, которая посредством поляризованного реле размыкает контакты дифференциального автомата.

Для защиты человека от электротока применяется уставка 10 мА или 30 мА. Для предотвращения пожара от повреждения изоляции уставка обычно составляет 100 мА или 300 мА.

В дифавтомате все расцепители действуют на один и тот же рычаг сложной формы, только точки приложения разные. Рычаг освобождает планку, удерживающую размыкающую пружину.

Проверка работы

Чтобы проверить, как работает система защиты от токов утечки, в дифференциальных автоматах устанавливают резистор и последовательно с ним кнопку «тест». Эта цепочка включается в обход трансформатора тока. Один конец подсоединяется к нулевому проводнику перед навивкой на ферромагнитное кольцо.

Второй подключается к фазе на выходе из магнитопровода трансформатора. При нажатии кнопки ток начинает течь через сопротивление, минуя трансформатор.

Таким способом моделируется утечка в линии. Если прибор исправен, то он должен отключиться.

Для правильного функционирования дифференциальные автоматы необходимо применять в линиях с глухо заземленной нейтралью. Корпуса оборудования и устройств, находящихся под защитой дифференциального автомата должны быть надежно заземлены.

Характеристики, описание и принцип работы автомата ап-50

Введение

Многим приходилось видеть автоматический выключатель АП-50. Этот автомат присутствует в нашей жизни как фундаментальный атрибут нашего материального мира, как незримый спутник дающий свет и тепло. Многие помнят его с детства, могут не знать названия, но зрительный образ знаком почти всему населению России, да и не только. И никто никогда не задумывался: а сколько же этому чуду техники лет? Вот и мы в компании «МФК ТЕХЭНЕРГО» решили разобраться в этом вопросе, а заодно и поделиться найденной информацией с электротехнической аудиторией, с людьми, неравнодушными в своей профессии к историческим фактам.

Представленный нами материал имеет под собой строго научную основу и взят из проверенных источников. Если у вас есть любопытная информация по данной теме, пожалуйста, присылайте ее нам и мы дополним публикуемый материал. Это поможет более глубоко и всесторонне разобраться в вопросе, затерявшемся в глубине лет.

Устройство автомата АП-50

Автомат АП-50 является легендой советской инженерной мысли, вот уже более шестидесяти лет он выпускается промышленностью и не собирается уходить в историю. АП50 выпускаются в двух- и трехполюсном исполнениях. Их предшественниками были похожие автоматы АП-16 и АП-25. Для этого автомата не нужны какие-либо щитки, din-рейки и т.п — он сам себе щиток с одним автоматом. Он крепится двумя винтами на походящее основание, у него имеется защитный кожух и два кнопочных толкателя для включения и отключения. В автомате реализован классический набор, состоящий из электромагнитного и теплового расцепителей, установленных на каждом полюсе. Автомат АП-50 прост и гениален, как автомат Калашникова:

Если посмотреть снизу, то в крышке можно увидеть дугогасительные камеры, а на самом автомате под защитной текстолитовой пластиной есть доступ к пластинам тепловых расцепителей:

Здесь прекрасно всё. Электромагнит с обмоткой, которую при желании можно и перемотать, шток, который рекомендуют слегка смазывать для хорошего скольжения. Дугогасительные камеры можно вынуть, почистить и вставить на место. Практически любой элемент можно снять и заменить. Внутри куча свободного места, куда можно поставить блок-контакты, расцепитель минимального напряжения и т.д. Свобдный корпус обеспечивает хороший теплоотвод. Под кнопками имеется рычажок, изменяющий чувствительность расцепителей в диапазоне 0.7-1In.

Исторические факты

Согласно учебнику, Л. А. Родштейна «Электрические аппараты низкого напряжения», допущенного министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для электротехнических техникумов и выпущенного издательством «ЭНЕРГИЯ» в 1964 году тиражом 18500 экземпляров, автоматические выключатели серии АП выпускаются только на два номинальных тока 25 А и 50 А в двух и трехполюсном исполнении и называются АП-25 и АП-50. Л. А. Родштейн не за один день написал свой учебник — дело подготовки материалов для учебного издания сложное и долгое. А потом их еще нужно вычитать, согласовать, утвердить… Да и писался он не на пустом месте. К тому моменту автоматические выключатели широко использовались в стране.

В учебниках даётся информация по фундаментальным, необходимым и актуальным знаниям, а значит, АП-50 уже был известным аппаратом, если возникла потребность в его изучении при подготовке специалистов для народного хозяйства страны. Все это позволяет смело прибавить к возрасту автомата как минимум десяток лет. И, в итоге получается, что 1953 год — год окончательного восстановления промышленности после разрушительной войны и год возможного рождения легендарного АП-50.

Другой источник — «Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующей аппаратуре» Г. А. Карвовского и С. П. Окорокова, выпущенный Государственным энергетическим издательством 1962 года (Госэнергоиздат М-Л), тиражом 25 000 экземпляров (сдано в набор в 1961 г.) дает подробное описание автоматического выключателя типа АП-50, разбирает его технические характеристики, предназначение, конструктивные исполнения; в табл.7-19 на стр.148 приводится полная и подробная информация по расцепителям коммутационной стойкости. Однако, в отличии от ученика Л. А. Родштейна, имеются сведения по выключателям на полную линейку номинальных токов ( 1,6 А; 2,5 А; 4 А; 6,4 А; 10 А; 16 А; 25 А; 40 А; 50 А), при этом коммутационная способность выключателя составляет от 0,3 кА до 1,5 кА.

Интересно, что в более раннем справочнике Г. А. Карвовского ничего не сказано об АП-25, речь идет только об АП-50. И уже дана полная шкала номинальных токов, на которые выпускались в те давние времена коммутационные аппараты АП-50, за исключением номинального тока на 63 А. Видно, что номинальные токи полностью соответствуют современным параметрам выключателей, кроме одного — на 63 А. Поэтому и называется данный аппарат АП-50 — ведь выпускался он когда-то только на максимальный номинальный ток 50 А. Номинал добавили, а название оставили.

Производители автоматических выключателей АП-50

Из производителей мне известны КЭАЗ (Россия, Курск) и Коростенское УПП УТОС (Украина, Коростень Житомирской обл.). КЭАЗ выпускает такие автоматы, маркируя их как АП50Б и очень ревностно следит, чтобы их исключительное право на производство данных автоматов было соблюдено. Не так давно у них были судебные терки с московским предприятием, и они этот спор выиграли, а конкуренты сняли АП 50 с производства. Есть еще челябинский завод «Электроконтактор», который выпускает автоматы АП50, которые я видел только на фото и только в закрытом виде. Что-то у них там тоже запатентовано, клавиши не круглые, а прямоугольные, контакты для подключения находятся снаружи основного кожуха. Может быть есть в комплекте какие-то дополнительные крышки, закрывающие эти контакты, не знаю. Коростенские автоматы похожи на КЭАЗовские. Говорят, их тоже подделывают.

Эпилог

И как так получилось, что за столько десятилетий не было внесено никаких принципиальных изменений в конструкцию АП-50? Менялись требования, условия, технологические поколения, уже появились умные, набитые искусственным интеллектом аппараты, а «апэшка» осталась в первозданном виде и не сдаёт свои позиции. Возможно ли в здравом уме себе представить, что вместо современного мобильного телефона кто-то захочет продолжать использовать телеграф или коммутатор? Вон уже простую и безобидную, никому не мешающую лампу накаливания и ту заменили светодиодами! Подключайте свои сервера и компьютеры, томографы и андроиды через самое надёжное и безотказное семидесятилетнее устройство! Или же Веллер прав?

Устройство, назначение, технические параметры, фотографии автоматического выключателя серии АП50Б, подробный разбор внутренних элементов автомата АП 50

Назначение автоматического выключателя АП50Б

При использовании в тексте названий АП50Б или АП 50 подразумевается один и тот же коммутационный аппарат. Автоматический выключатель АП50Б предназначен для исполнения следующих функций:

  • беспрепятственное пропускание электрического тока через токопроводящие элементы в обычных условиях эксплуатации;
  • ручное управление снабжением электрической цепи при помощи кнопок на передней панели (до 30 коммутаций в час);
  • протекция электрической сети от сверхтоков;
  • запуск и остановка электрических двигателей.

Двухполюсный выключатель АП 50 2МТ применяют в сетях постоянного тока на напряжение до 200 V.Трёхполюсный выключатель АП 50 3МТ задействован в цепях переменного тока напряжением до 500 V с номинальной частотой 50 и 60 Hz.

Технические и эксплуатационные параметры автомата АП 50

Выключатель АП50Б выпускают на рабочие токи 1,6 А, 2,5 А, 4 А, 6,3 А, 10 А, 16 А, 25 А, 40 А, 50 А и 63 А. Запрашиваемые исполнения автомата АП 50 – 2МТ и 3МТ, то есть двухполюсный и трёхполюсный аппарат с магнитным (М) и тепловым (Т) расцепителем. Климатическое исполнение выключателя и категория размещения У3 (УЗ) – работоспособность в умеренном климате (У) в строениях с кровлей и вентиляцией естественным способом (категория 3) согласно ГОСТ 15150. Степень защиты от климатических факторов и от прикосновений к токопроводящим элементам IP20 (отсутствует защита от воды) по ГОСТ 14254. Настройка электромагнитного расцепителя в зоне КЗ (короткого замыкания) может быть 3,5 и 10·In. Первую заводскую регулировку (3,5·In) используют в сетях с низкими значениями замыканий накоротко (например, сети управления или сигнализации). Автоматы со второй уставкой (10·In) запрашивают наиболее часто и монтируют повсеместно. Электромагнитный расцепитель в заводских условиях настроен на вызывание автоматического расцепления при токе КЗ 10·In (где In – значение номинального тока в амперах). Тепловой расцепитель настроен при комнатной температуре t = +20 °С ± 5 °С таким образом:

  • при протекание тока значением 1,05·In не срабатывает за один час;
  • за время равное 30 минутам размыкает контакты при силе тока 1,35·In;
  • при нагружение любого полюса отдельно током 6·In расцепитель перегрузки срабатывает за 1,5-15 секунд;
  • последующее включение после расцепления возможно через 2 минуты (время для остывания).

Автоматический выключатель воспринимает (без поломки) внешние механические факторы (вибрации, удары) согласно группе механического исполнения М7 по ГОСТ 17516.1.

Устройство (принцип действия) автоматического выключателя АП50Б

Выключатель АП устроен следующим образом:

На крышке 1 автоматического выключателя укреплена дугогасительная система 12. Механизм свободного расцепления гарантирует моментальное расхождение контактной системы (7 и 8), как при оперирование кнопкой 4, так и при автоматическом срабатывании. Расцепители 5 и 6 могут поворачивать отключающую рейку 11, что приводит к мгновенному срабатыванию. Тепловой и электромагнитный расцепители (5 и 6) подключаются в сеть последовательно между подвижным контактом 7 и контактным выводом 10. Для обеспечения высокой стойкости к износу подвижный контакт подключается с помощью медного многопроволочного плетёного проводника. Скачать заводской каталог и руководство по эксплуатации, просмотреть цены, фото можно в этой рубрике.

Аналитические выводы

Таким образом, возраст аппарата подбирается уже к семидесяти годам, а возможно, и более. И теория о его «трофейном» происхождении выглядит все более правдоподобно. Из всех имеющихся упоминаний АП-50, следует, что в начале 50-х годов автомат успешно использовался в народном хозяйстве страны. Сомнительно, что за одну послевоенную пятилетку сумели и автоматический выключатель разработать, и производство наладить. А вот то, что все работы над полученными и вывезенными из Германии образцами выполнялись силами харьковских специалистов по созданию конструкторской документации для производства и эксплуатации оборудования, выглядит реалистично.

И вот уже этот без пяти минут ровесник «Лампочки Ильича» востребован во времена четвертой технологической революции. Голова идет кругом, а душа наполняется восхищением от гениальности изобретенного в прошлом веке выключателя и от таланта конструкторов. Где-то у М. Веллера написано, что все последующие поколения сильно заблуждаются, когда считают своих предшественников более отсталыми и менее развитыми по сравнению с собой. Мир развивается, а значит и мы автоматически с ним становимся умнее. Но вот АП-50 в очередной раз заставляет нас серьезно задуматься на эту тему. И не питать иллюзий! Если посмотреть на конструкцию аппарата по учебной литературе, по имеющимся изделиям того периода, или же по конструкторской документации, то очевидно, что за все последующие годы никаких изменений, кроме внешнего вида, автоматический выключатель не претерпел.

Рубильник отжал — промышленность поднял!

Автоматическое повторное включение – АПВ

Электрические сети характеризуются значительной протяжённостью, что во многом усложняет выполнение их технического обслуживания и ремонта, требуя времени на доставку персонала и необходимого оборудования. Решить эту проблему помогают системы автоматического повторного включения (АПВ), что позволяет предотвратить аварийные ситуации. Рассмотрим особенности применяемых АПВ и требования к ним.

  1. Назначение АПВ
  2. Устройство и принцип работы
  3. Классификация
  4. Предъявляемые требования
  5. Особенности эксплуатации АПВ

Назначение АПВ

Назначение автоматического повторного включения предполагает запуск включающих устройств после аварийного обесточивания линий. Использование АПВ позволяет максимально сократить временной промежуток отключения ЛЭП.

Нештатные ситуации могут быть(короткие замыкания):

  • кратковременными – по случайной причине, действующей непродолжительное время (от перемещения животных, падения деревьев и пр.);
  • устойчивыми – если возобновление работы линии невозможно без вмешательства персонала, при обрыве провода, повреждении изолирующего покрытия и прочих последствиях.

В результате возникновения аварии АПВ срабатывает при любом исходе. Но возобновление работы становится возможным, только если устранено влияние воздействующего фактора.

Устройство и принцип работы

Ознакомиться с устройством и принципом работы АПВ можно на примере следующей схемы:

Подача тока здесь осуществляется через управляющую шину ШУ. Управление АПВ производится с помощью следующих механизмов:

  • контролирующего синхронизацию;
  • управляющего контактами выключающего устройства;
  • запрещающим включение;
  • разрешающим подготовку.

Временное и промежуточное реле (РВ и РП) обеспечивают защиту. Промежуточное реле выполнено с двумя обмотками: токовой и напряжения. При нормальной работе на ШУ подаётся ток, заряжающий конденсирующий элемент С, если поступает соответствующий сигнал от цепи разрешения подготовки.

Возможность повторного включения предотвращается за счёт запрещающей схемы, настройка которой обеспечивается последовательно подключёнными резисторами R1 и R2.

При отключении линии АПВ срабатывает посредством подачи сигнала схемой, контролирующей синхронизацию. Замыкаются её контакты и шунтируется резистор R, а конденсатор разряжается на катушку РП. Одновременно также происходит возбуждение токовой катушки, замыкающей контакты реле в сети.

В случае прекращения трёхфазного КЗ, АПВ срабатывает, и обмотка РВ размыкается. Затем подключается резистор R, и происходит возврат реле к обесточенному состоянию.

Использование узла Н позволяет обеспечить безопасное выполнение работ по обслуживанию линии оперативным персоналом.

Классификация

Количество включений выключателя с помощью АПВ:

  1. Однократные действия – после КЗ включает систему только 1 раз.
  2. Многократного действия – включает систему несколько раз обычно 2.

По способу воздействия на выключатель АПВ могут быть:

  1. Механические — они встраиваются в пружинный привод выключателя.
  2. Электрические — воздействуют на электромагнит включения выключателя.

АПВ классифицируются по числу фаз, используемых при срабатывании. Устройства могут быть:

  1. Однофазными – автоматически вводят только одну фазу при замыкании. Обычно задействованы для линий в 500 кВ и более;
  2. Трёхфазными – обеспечивают срабатывание выключателя, с включением всех трёх фаз;
  3. Комбинированными – могут срабатывать, благодаря возможности логического выбора схемы, нужной или нескольких фаз.

Трёхфазные устройства АПВ могут в зависимости от условий работы сети разделяться на

  • простые (ТАПВ);
  • несинхронные (НАПВ);
  • быстродействующие (БАПВ);
  • с проверкой наличия напряжения (АПВНН);
  • с проверкой отсутствия напряжения (АПВОН);
  • с ожиданием синхронизма (АПВОС);
  • с улавливанием синхронизма (АПВУС);
  • в сочетании с самосинхронизацией генераторов и синхронных компенсаторов (АПВС);
  • особой разновидностью АПВ является частотное автоматическое повторное включение (ЧАПВ).

В то же время предусмотрено разделение трёхфазных устройств на следующие подвиды:

  • с односторонней подачей напряжения – когда срабатывает только один высоковольтный выключатель, а питание производится из одного источника;
  • с двусторонней – с возможностью включения двух коммутационных аппаратов.

Двухсторонние АПВ делятся на:

  • схемы с несинхронным повторным включением – когда одновременно вводятся два выключателя без соблюдения синхронности;
  • ожидание синхронного срабатывания – происходит включение последовательно, с противоположных сторон;
  • улавливающие синхронизм – подбирается момент для одновременного включения, чтобы максимально сгладить возможные нежелательные эффекты;
  • быстрого действия – максимально сокращающие время ожидания повторного срабатывания.

Кроме указанного разделения, предусмотрена классификация по способам срабатывания – механическим включением или электрическим сигналом. Дополнительно АПВ разделяют по числу ступеней на одно- и многоступенчатые – пытающиеся включить питание разово или многократно.

Предъявляемые требования

Чтобы обеспечить штатную и безопасную работу АПВ, устройства должны соответствовать следующим требованиям:

  1. Скорости срабатывания – чтобы повторное включение производилось после того, как рассеется электрическая дуга;
  2. Устойчивости к работе в аварийном режиме – колебание характеристик тока и напряжения не должна вызывать выхода из строя и отказов;
  3. Избирательности – устройство должно быть настроено для совместной работы с другими элементами в системе;
  4. При отключении системы для оперативных работ, АПВ должно исключать возможность самопроизвольного включения;
  5. Обеспечения самовозврата в исходное положение;
  6. Возможность ограничения повторного срабатывания при некоторых разновидностях защиты;
  7. Наличие блокировки устройства от многократного включения при КЗ.

Перечисленные требования позволяют обеспечить безопасность обслуживающего персонала и исключить аварийные ситуации.

Особенности эксплуатации АПВ

Обслуживание АПВ должно быть закреплено за отдельными подразделениями. Посторонний персонал может допускаться только при постоянном контроле ответственных специалистов.

Персонал, обслуживающий АПВ, должен вести оперативные журналы, с фиксацией фактов включения устройств. Такие ситуации должны всесторонне анализироваться, чтобы исключить возможные аварии.

Оборудование должно проходить периодическое техническое обслуживание, с подключением линий на это время по резервной схеме.

Надлежащее техническое состояние и организованное обслуживание АПВ позволят предотвратить возможные аварии и обеспечить бесперебойную подачу напряжения потребителям.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Где ставить выключатель для кухни
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector