Gc-helper.ru

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

Принцип работы воздушного автоматического выключателя

Технические характеристики и принцип действия электрических автоматов

Автоматические выключатели – это устройства, через которые линия электропитания обеспечивается защитой от негативного воздействия мощного тока, что может спровоцировать перегрев проводов, оплавление изоляции и воспламенение.

  1. Зачем нужны автоматические выключатели
  2. Какими бывают автоматы
  3. Расцепители и их разновидности
  4. Отличие автоматов по количеству полюсов
  5. Параметры автоматических выключателей
  6. Как выбрать автоматический выключатель

Зачем нужны автоматические выключатели

Существует множество причин, по которым ток в сети может превысить нормальные показатели. В основном это происходит из-за чрезмерной нагрузки, когда суммарная мощность подключенных приборов превышает величину, которую может выдержать сечение кабеля. В этом случае автомат выключается не сразу, а только после того как температура провода достигнет установленного уровня.

Если в сети происходит короткое замыкание, это приводит к многократному увеличению мощности тока в мгновение, поэтому автоматический выключатель сразу реагирует на ситуацию и блокирует подачу электроэнергии.

Какими бывают автоматы

Существует три категории, к которым может относиться автомат защиты сети. Каждая из них предназначена для конкретной нагрузки, а отличия между видами заключаются в особенностях используемой конструкции.

  • Модульные устройства чаще всего можно встретить в бытовых сетях, подключенных к сети электроснабжения с незначительными токами. В преимущественном большинстве случаев отличаются наличием одного или двух полюсов.
  • Литые используются в промышленных сетях, где мощность тока достигает 1000 А. Свое название получили потому, что основной их особенностью является использование литого корпуса.
  • Воздушные выключатели могут иметь до четырех полюсов, имея возможность выдерживать ток силой до 6300 А. В связи с этим их устанавливают только в электрические цепи, к которым подключаются высокомощные установки.

Также существуют дифференциальные автоматы, это обычные выключатели, имеющие УЗО в своей конструкции.

Расцепители и их разновидности

Строение автоматического выключателя

Расцепитель – это ключевой элемент любого автоматического выключателя. Несет в себе функцию блокировки электропитания, если величина тока превышает допустимое значение. При этом существует две разновидности таких устройств, которыми может быть оснащен автомат-выключатель – тепловые или электромагнитные.

Последние отличаются тем, что с их помощью достигается почти мгновенное срабатывание защитной системы, и участок сразу обесточивается, как только фиксируется возникновение короткого замыкания. В конструкцию входит катушка с сердечником, который под воздействием сильного тока втягивается внутрь, из-за чего постоянно срабатывает отключающий элемент.

В качестве дополнительного прибора часто устанавливаются нулевые расцепители, которые отключают автоматический выключатель, если напряжение имеет показатель ниже допустимого предела.

Встречаются приборы дистанционного типа, которые не только блокируют, но и возвращают подачу энергии без необходимости самостоятельно подходить к электрощиту. Однако эти опции существенно увеличивают общую цену оборудования.

Отличие автоматов по количеству полюсов

Комплектация автоматических выключателей предусматривают наличие до четырех полюсов. Чтобы приобрести подходящий прибор, достаточно разобраться в видах электрических автоматов, назначении и характеристиках каждого и них:

  • Один полюс. Предназначены для безопасности в электросети, обеспечивающей питанием обычные розетки и освещение в доме. Устанавливаются на фазный провод, исключая захват нулевого.
  • Два полюса. Подключаются к цепи, которой обеспечивается питание бытовых приборов, отличающейся высоким потреблением энергии. В эту категорию входят электроплиты, стиральные машины и другие.
  • Три полюса. Устанавливаются в полупромышленные сети, которые обеспечивают питанием мощные устройства наподобие скважинных насосов или установок для автомобильной мастерской.
  • Четыре полюса. Обеспечивают безопасность сети от перегрузок и коротких замыканий, позволяя подключать к ней сразу четыре кабеля.

Устройства выбираются только в зависимости от области их применения.

Параметры автоматических выключателей

Характеристики автоматических выключателей – это еще один показатель, по которому они отличаются друг от друга. В первую очередь мастера обращают внимание, насколько защитное оборудование чувствительно к перепадам тока. Достаточно посмотреть соответствующую маркировку, чтобы понять, как устройство будет реагировать на возрастание силы тока. Одни сразу отключают доступ к питанию, в то время как другие срабатывают с задержкой.

В зависимости от чувствительности меняется и маркировка:

  • А. Самые чувствительные и эффективные устройства, которые мгновенно отключают электроснабжение, как только фиксируется повышенная нагрузка. Их не используют в бытовых сетях. Основной сферой применения являются цепи, обеспечивающие питанием высокоточное оборудование.
  • В. Когда фиксируется превышение током номинального значения силы, автомат отключает питание с небольшой задержкой. В преимущественном большинстве случаев сферой применения этих приборов являются линии, в которые подключается дорогая бытовая техника.

  • С. Наиболее популярный вариант автоматов для бытового применения. Когда таким оборудованием регистрируется превышение силы тока, они не сразу отключают электропитание, а с некоторой задержкой. Благодаря этому, если перепад является незначительным, нагрузка может нормализоваться сама, не требуя принудительного отключения всего помещения.
  • D. Имеют самую низкую чувствительность, из-за чего основной сферой их применения являются электрощиты, находящиеся на подходе к зданию. Другими словами, этими щитами обеспечивается своеобразная подстраховка квартирных устройств: если последние по каким-то причинам не срабатывают после обнаружения критической ситуации, общая сеть отключается этими приборами.
  • Также существуют специальные автоматы для сетей с нагрузкой выше 1000 вольт. Такие автоматические выключатели представляют собой сложное оборудование, которое производится по индивидуальному заказу под нужный класс напряжения. В большинстве случаев монтируют на трансформаторных подстанциях. Они должны быть надежными, безопасными, удобными в эксплуатации, быстро реагировать на возникающие аварии и быть относительно бесшумными во время работы.

    Как выбрать автоматический выключатель

    Есть мнение, что самый надежный вариант автоматического выключателя – это устройство, которое может выдержать максимальную нагрузку и обеспечить помещение максимально эффективной защитой. Если следовать такой логике, можно использовать в любых сетях воздушные автоматы, и таким образом избавить себя от большинства проблем, но на практике дело обстоит несколько иначе. В зависимости от параметров конкретной цепи будет зависеть и тип выключателя, который лучше в нее установить. Если ошибиться в выборе автоматического выключателя, в конечном итоге это может обернуться крайне негативно.

    Если к обыкновенной бытовой сети электроснабжения будет подключен прибор, который рассчитан на работу в условиях повышенных мощностей, он не будет выключать питание даже тогда, когда сила тока будет существенно превышать все допустимые нормы. При этом температура изоляционного слоя значительно возрастет и станет разрушительной для кабеля, но номинальные показатели выключателя не будут превышены, поэтому автомат будет воспринимать такую ситуацию как рядовую. Отключение произойдет только после того, как вследствие плавления изоляции в сети произойдет короткое замыкание, но эта ситуация уже чревата пожаром.

    Если допустимая мощность автомата, наоборот, не будет достигать той, которую выдерживает линия электропитания, нормальной работы цепи добиться практически невозможно. После подключения нескольких приборов электричество сразу выбьет, в итоге из-за постоянного воздействия большого тока он сломается по причине «залипания» контактов.

    Автоматический выключатель – это крайне важное устройство, обеспечивающие защиту электроснабжения от риска повреждения под воздействием мощного тока. Работа сетей, в которых не стоят автоматы, запрещена в соответствии с Правилами устройства электроустановок. В связи с этим остается только правильно выбрать тип выключателя, который будет обеспечивать надежную защиту сети.

    Воздушные выключатели. Достоинства и недостатки. Конструкция и принцип действия выключателя ВВ-310Б

    В воздушных выключателях гашение дуги происходит сжатым воздухом, а изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.

    Применяются на напряжение 35-1150кВ и в цепях генераторов на напр. 20-24кВ.

    Достоинства: взрыво- и пожаробезопасность, быстродействие и возможность осуществления быстродействующего АПВ, высокая отключающая способность, надежное отключение емкостных токов линий, малый износ дугогасительных контактов, легкий доступ к дугогасительным камерам, пригодность для наружной и внутренней установки.

    Недостатки: необходимость компрессионной установки, сложная конструкция ряда деталей и узлов, относительно высокая стоимость, трудность установки встроенных трансформаторов тока.

    Конструкция выключателя ВВ-330Б и принцип его работы

    Выключатели высоковольтные воздушные трехполюсные типа ВВ-330Б предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 330 кВ.

    1 — подвод сжатого воздуха;

    3 – дутьевой клапан камеры;

    4 – опорная колонка камеры;

    Читать еще:  Выключатель разъединитель vario vcf

    6 – омический делитель напряжения;

    7 – камера дугогасительная;

    8 –отделитель;

    9 – емкостной делитель напряжения (колонка конденсаторов);

    10 – экран высоковольтный;

    11 – опорная колонка отделителя;

    12 – дутьевой клапан отделителя;

    13 – шкаф управления

    Общий вид выключателя ВВ–330Б (полуполюс)

    Отключение выключателя. При дистанц. управлении подается командный импульс на катушку электромагнита отключения ЭО. Якорь ЭО воздействует на клапан отключения, сжатый воздух поступает в гасительную камеру, повышает там давление, отводит подвижные контакты и гасит дугу. После этого воздух выходит в атмосферу. После гашения дуги контакты гасительной камеры поддерживаются в разомкнутом состоянии до тех пор, пока не сработает отделитель. После этого поступление воздуха в гасительную камеру прекращается и ее контакты замыкаются. В отделителе сжатый воздух также действует на подвижные контакты, которые в конце своего хода «залипают», образуя разрыв цепи. В отключенном положении отделитель наполнен сжатым воздухом, который удерживает контакты разомкнутыми и обеспечивает изолирующий промежуток.

    Включение выключателя

    При дистанционном управлении подается командный импульс на катушку электромагнита включения ЭВ. Срабатывает клапан включения, перекрывается поток сжатого воздуха в отделитель. Одновременно открываются клапаны отделителя в атмосферу. Контакты отделителя под воздействием пружин смыкаются, а сжатый воздух выходит в атмосферу.

    Вопрос 25 Разъединители, короткозамыкатели, отделители, выключатели нагрузки. Назначение, типы, конструкции. Требования, предъявляемые к разъединителям.

    1. Разъединитель – коммутац. аппарат, предназначенный для вкл. и откл. электрической цепи без тока или с незначительным током нагрузки, а также для создания видимого разрыва цепи.

    По роду установки: наружные и внутренние. По способу располож.ножей: с горизонт. и верт. располож. По конструкции: рубящего типа, поворотного, понтаграфического и подвесного типов.

    Операции, выполняемые разъединителями:

    -вкл. и откл. нейтралей трансф-ов при отсутствии в сети токов замык. на землю;

    -откл. зарядного тока шин и оборудования всех напряжений (кроме батарей конденсаторов);

    -откл. нагрузочного тока до 15А трехполюсными разъед.наруж. уст-ки при напр.10кВ и ниже;

    -выполнение операт. переключ. с одной системы шин на другую без откл. присоединений.

    Требования, предъявляемые к разъединителям:

    — Контакт. схема должна обладать необх. термич. и динамич. стойкостью

    — Перех. сопрот. контактов должно быть мало и стабильно

    — разъед. должны создавать явно видимый разрыв цепи, соответств. классу напряж. установки;

    — Отключ. полож. должно надежно фиксир. механич. запором, а эл. прочность возд. промеж. между контактами должна соотв. макс. импульсному напряж.

    — опорные изоляторы и изоляц.тяги должны выдерживать мех.нагр., возник. при вып. операций;

    — Изоляция разъед должна обеспечивать надежную работу при дожде, гололеде, запыленн. воздуха

    — Разъед. должны иметь простую конструкцию, удобную для монтажа и экспл.

    Разъединители РВО (внутр. уст-ки однополюсный) состоят из цоколя, опорных изоляторов и токопровода. Цоколь в виде швеллера служит основанием для установки малогабаритных изоляторов и крепления разъединителя. Токопровод образует два одинаковых неподвижных контакта и соединяющий их подвижный нож. Во вкл. положении нож запирается специальным зацепом, что исключает самопроизвольное открытие ножа под действием сил тяжести и электродинамических сил. Открытие ножа на угол свыше 75° ограничивается упором на скобе осевого контакта.

    Трехполюсные разъединители серии РВ. Каждый полюс имеет два неподвижных опорных изолятора и изолирующую тягу, присоединенную к общему валу. Включение и отключение разъединителя осуществляются поворотом вала с помощью привода, перемещающего тягу.

    Разъединители с заземляющими ножами РВЗ в зав-ти от вариантата использования разъединителя имеют 1 или 2 вала с заземляющими ножами, которые с помощью пластин крепятся к раме. Заземл. ножи снабжены дополнит. заземл. контактами, которые укреплены под основными неподв. контактами. Предусмотрена блокировка между валом основных и валом заземляющих ножей, что исключает возможность ошибочных действий при оперировании с разъединителем.

    2. Короткозамыкатели и отделители (применяются в сетях 35-220кВ в цепях силовых тр-ров на ПС, выполненных по упрощенным схемам без сборных шин).

    Короткозамыкатель– это коммутац.аппарат, предназн. для созд. искусств. КЗ в электрич. цепи (в цепи тр-ра) в случае, если поврежд. в тр-ре окажется недостаточным для его откл. устр-ми РЗА.

    Отделитель – это тот же разъединитель, только с пружинным приводом. Предназначен для автоматического отключения поврежденного трансформатора после искусственного КЗ.

    Недостатки: а)довольно большое время отключения; б) отд.и к/замыкатели открытой конструкции недостаточно надежно работают в неблагоприятных погодных условиях (мороз, гололед).

    Достоинства:четкая работа и малое время вкл. и откл. к/з-лей и отделителей закрытого ис-полнения (контактная система расположена в закрытой камере, заполненной элегазом).

    Устройство к/з-ля: В основании к/з-ля размещен вал, установленный в подшипниках, 2 включающие пружины с регулировкой натяжения, соединенные с основанием и рычагами вала к/з-ля, а также гидравлический буфер. Нормальное положение к/з-ля отключенное. При этом нож отведен от неподв. контакта на разрядное расстояние, а его включающие пружины растянуты. Это положение ножа фиксируется приводом. При подаче сигнала на привод к/з-ля привод освобождает нож к/з-ля, который под действием пружины входит в неподв. контакт, создавая КЗ на землю.

    3. Выключатели нагрузки – предназначены для установки в сетях 6-10кВ для отключения эл. установок при наличии нагрузки. Рассчитаны на откл. токов нормального режима. Для защиты цепи от токов КЗ и перегрузок в цепь перед ними пристраиваются кварцевые предохранители ПК.

    По гашению дуги: автогазовые, вакуумные; элегазовые; воздушные; электромагнитные

    Достоинства: небольшая масса, не требуется никакой дугогасящей среды для гашения дуги, наличие видимого разрыва между контактами, что исключает уст-ку дополнит. разъединителя.

    Недост.:коммутация только ном. мощностей, малый ресурс работы у автогаз. ВН, сложность констр. привода, быстрый износ дугогасителя, значит.выброс продуктов разложения при гашении дуги.

    Основные конструктивные элементы: контактная система с дугогасит. устройством, корпус, токоведущие части, изоляция, привод.

    Высоковольтные выключатели

    С помощью высоковольтных выключателей выполняется оперативное включение и отключение оборудования энергетической системы, а также ее отдельные цепи в случае ручного или автоматического управления в аварийном или нормальном режиме. В конструкцию стандартного выключателя входит корпус, контактная система, токоведущие части, устройство для гашения дуги, приводной механизм.

    1. Классификация высоковольтных выключателей
    2. Основные требования к высоковольтным выключателям
    3. Баковые и маломасляные выключатели
    4. Выключатели воздушные
    5. Элегазовые высоковольтные выключатели
    6. Выключатели вакуумного типа

    Классификация высоковольтных выключателей

    Все высоковольтные выключатели классифицируются по различным параметрам. В зависимости от способа гашения дуги, они могут быть автогазовыми и автопневматическими, вакуумными, воздушными, а также масляными и электромагнитными.

    По своему назначению эти устройства классифицируются следующим образом:

    • Сетевые. Используются в электрических цепях с напряжением 6 кВ и выше. Основной функцией является пропуск и коммутирование тока в обычных условиях или в ненормальной ситуации в течение установленного времени, например, при коротких замыканиях.
    • Генераторные. Предназначены для работы с напряжением 6-20 кВ. Применяются в цепях электродвигателей с высокой мощностью, генераторов и других электрических машин. Пропускают и коммутируют ток не только в обычном рабочем режиме, но и в условиях пуска и коротких замыканий. Отличаются большим значением тока отключения, а номинальный ток может составлять до 10 тыс. ампер.
    • Устройства для электротермических установок. Рассчитаны на значение напряжений от 6 до 220 кВ и применяются в цепях с крупными электротермическими установками. Как правило, это рудотермические, сталеплавильные и другие печи. Могут пропускать и коммутировать ток в различных эксплуатационных режимах.
    • Выключатели нагрузки. Их основное назначение состоит в работе с обычными номинальными токами, они используются в сетях с напряжением от 3 до 10 кВ и осуществляют коммутацию незначительных нагрузок. Данные устройства не рассчитаны на разрыв сверхтоков.
    • Реклоузеры. Подвесные секционные выключатели, управляемые дистанционно. Они снабжены защитой и предназначены для установки на опорах воздушных линий электропередачи.

    Высоковольтный выключатель может устанавливаться разными способами. С соответствии с этим они бывают опорными, подвесными, настенными, выкатными. Кроме того, эти приборы могут встраиваться в КРУ – комплектные распределительные устройства.

    Основные требования к высоковольтным выключателям

    Все коммутирующие устройства, работающие с высокими токами, должны обладать следующими качествами:

    • Быть надежными и безопасными для персонала и других лиц.
    • Обладать быстродействием, затрачивая минимальное время на отключение.
    • Простой монтаж и удобное дальнейшее обслуживание.
    • Низкий уровень шума в процессе работы.
    • Относительно небольшая стоимость, оптимальное соотношение цены и качества.
    Читать еще:  Воздушный автоматический выключатель dmx3

    Наиболее распространенные конструкции высоковольтных выключателей следует рассмотреть более подробно.

    Баковые и маломасляные выключатели

    Оба устройства представляют собой масляные типы высоковольтных выключателей. Деионизация дуговых промежутков в каждом из них осуществляется одними и теми же методами. Они отличаются друг от друга лишь количеством используемого масла, а также способами, с помощью которых контактная система изолируется от заземленного основания.

    Баковые устройства в настоящее время сняты с производства, поскольку у них имелись серьезные недостатки. Уровень масла в баке требовалось постоянно контролировать. Оно использовалось в большом объеме, из-за чего замена масла отнимала много времени. Эти приборы относились к категории взрыво- и пожароопасных и не могли устанавливаться внутри помещений.

    На смену им пришли маломасляные или горшковые выключатели, рассчитанные на все виды напряжений. Они могут устанавливаться в любые распределительные устройства, как закрытого, так и открытого типа. Масло в данном случае выступает прежде всего в качестве дугогасящей среды и лишь частично выполняет функции изоляции между разомкнутыми контактами.

    Токоведущие части изолируются между собой с помощью фарфора и других твердых изолирующих материалов. Выключатели для внутренней установки оборудованы контактами, помещенными в стальной бачок или горшок. Эта конструктивная особенность дала название всему устройству. В зависимости от модели, приводы высоковольтных выключателей могут различаться между собой.

    Приборы, рассчитанные на работу при напряжении 35 кВ, помещаются в фарфоровом корпусе. Наибольшее распространение получили подвесные устройства ВМГ-10 и ВМП-10 на 6-10 кВ. У них крепление корпуса осуществляется с помощью фарфоровых изоляторов к основанию, общему для всех полюсов. В свою очередь, каждый полюс оборудуется одним разрывом контактов и камерой для гашения дуги.

    При работе с большими номинальными токами недостаточно одной пары контактов, которые одновременно являются рабочими и дугогасительными. Поэтому снаружи выключателя отдельно устанавливаются рабочие контакты, а внутри металлического бачка – дугогасительные.

    Маломасляные выключатели используются в закрытых распределительных устройствах на подстанциях и электростанциях напряжением 6, 10, 20, 35 и 110 кВ. Кроме того, они устанавливаются в комплектных и открытых распределительных устройствах.

    Выключатели воздушные

    Для гашения дуги в выключателях воздушного типа используется сжатый воздух под давлением 2-4 Мпа. Дугогасительное устройство и токоведущие части изолируются с помощью фарфора и других аналогичных материалов. Воздушные выключатели конструктивно различаются между собой в зависимости от таких факторов, как номинальное напряжение, способ подачи сжатого воздуха и других.

    Устройства высокого номинального тока, аналогично маломасляным выключателям, оборудованы главным и дугогасительным контурами. При включении основной ток попадает на главные контакты, расположенные открыто. После отключения они размыкаются первыми и далее ток попадает уже на дугогасительные контакты, расположенные в другой камере. Непосредственно перед их размыканием из резервуара в камеру осуществляется подача сжатого воздуха, гасящего дугу, в продольном или поперечном направлении.

    В отключенном положении между контактами создается изоляционный зазор необходимых размеров. С этой целью контакты разводятся на достаточное расстояние. Выключатели для внутренней установки рассчитаны на ток до 20 тыс. ампер и напряжение 10-15 кВ. Они имеют отделитель открытого типа, после отключения которого сжатый воздух перестает поступать в камеры и происходит замыкание дугогасительных контактов.

    Типовая конструктивная схема воздушного выключателя состоит из дугогасительной камеры, резервуара со сжатым воздухом, главных контактов, шунтирующего резистора, отделителя и емкостного делителя напряжения на 110 кВ, обеспечивающего два разрыва на фазу. В выключателях открытой установки, рассчитанных на напряжение 35 кВ, вполне достаточно одного разрыва на фазу.

    Элегазовые высоковольтные выключатели

    Элегазом называется смесь серы и фтора в определенной пропорции. В результате образуется инертный газ с плотностью выше чем у воздуха примерно в 5 раз и электрической прочностью в 2-3 раза больше воздушной.

    Данный вид выключателей, используя элегаз, способен погасить дугу, ток которой примерно в 100 раз выше тока, отключаемого в обычном воздухе, в тех же самых условиях. Такая способность объясняется возможностями молекул улавливать электроны, находящиеся в дуговом столбе, с одновременным созданием относительно неподвижных отрицательных ионов. При потере электронов дуга становится неустойчивой и очень легко гаснет. Если элегаз подается под давлением, то электроны из дуги поглощаются еще быстрее.

    Конструкция элегазового выключателя включает в себя корпус с тремя полюсами, наполненный элегазом. Внутри создается низкое избыточное давление в пределах 1,5 атмосфер. Сюда же входит механический привод и передняя панель привода, где находится рукоятка ручного взвода пружин. Устройство дополнено высоковольтными силовыми контактными площадками и разъемом для подключения вторичных коммутационных цепей.

    Выключатели вакуумного типа

    Вакуум обладает электрической прочностью, многократно превышающей этот показатель у масла, элегаза и других сред, используемых в высоковольтных выключателях. Здесь увеличивается средний свободный пробег электронов, молекул, атомов и ионов при снижении давления.

    Вакуумная камера включает в себя подвижный и неподвижный контакты, помещенные в плотную оболочку из керамического или стеклянного изоляционного материала. Сверху и снизу установлены металлические крышки и общий металлический экран. Подвижный контакт перемещается относительно неподвижного контакта с помощью специального сильфона. К выводам камеры подключается главная токоведущая цепь выключателя.

    Вакуумный выключатель работает в следующем порядке.

    • В исходном положении контакты находятся разомкнутыми, поскольку на них через тяговый изолятор воздействует отключающая пружина.
    • Под действием приложенного к катушке электромагнита напряжения со знаком «плюс», в зазоре магнитной системы происходит нарастание магнитного потока.
    • Поток воздействует на якорь с силой, превышающей усилие отключающей пружины, после чего начинается движение якоря вверх совместно с тяговым изолятором и подвижным контактом вакуумной камеры.
    • Пружина отключения сжимается, в катушке возникает противо-ЭДС, снижающая ток и препятствующая его дальнейшему нарастанию.

    Высокая скорость движения якоря исключает появление пробоев и шума работы контактов. Когда контакты замыкаются, якорь резко замедляет движение, поскольку на него начинает действовать пружина дополнительного поджатия контактов. Однако, по инерции он все равно двигается вверх, сжимая пружины отключения и дополнительного поджатия контактов. Чтобы отключить устройство к выводам катушки прикладывается напряжение с отрицательной полярностью.

    ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

    Цель занятия: закрепить теоретические знания по назначению и конструкции автоматических выключателей

    Задание: изучить назначение, конструкцию автоматических выключателей, а также снять опытным путем время – токовые характеристики тепловых расцепителей автоматов.

    6.1 Методические указания к решению задания

    1.Автоматический воздушный выключатель (автомат) – это аппарат, предназначенный для нечастых включений и отключений электрической цепи при нормальной нагрузке, а также для автоматического отключения цепи при возникновении ненормальных режимов: перегрузки, коротких замыканий и исчезновения или снижения напряжения.

    В автоматических выключателях не применяется какой-либо специальной среды для гашения дуги, она гасится в воздухе, поэтому они называются воздушными.

    По числу полюсов автоматы бывают одно-, двух- и трехполюсными.

    По времени срабатывания tср. различают:

    — нормальные (небыстродействующие) автоматы с tср.=0,02-0,1 с;

    — селективные автоматы с регулируемой выдержкой времени до 1 с;

    — быстродействующие автоматы с tср.≤0,005 с.

    — в отдельную группу следует выделить автоматы гашения поля.

    Под собственным временем срабатывания понимают время tср от момента, когда ток превзошел установленную для него величину (I ср), до момента начала расхождения контактов (IОТКЛ). Под полным временем отключения автомата понимают собственное время срабатывания плюс время гашения дуги tГ, зависящее от эффективности дугогасительного устройства.

    Селективная защита – это такая защита, при которой отключается ближайший к месту аварии участок, достигается селективность за счет разной выдержки времени участков.

    Быстродействующие автоматы обладают токоограничивающим эффектом, поэтому могут применяться для защиты цепей с любыми, практически возможными, токами короткого замыкания.

    Быстродействующие выключатели применяются во всех выпрямительных установках для защиты анодных цепей при обратных зажиганиях, на электрифицированных железных дорогах, линиях метрополитена, трамвая и троллейбуса, а также во многих мощных установках с короткими линиями передач.

    Автоматы гашения поля применяются в цепях возбуждения крупных синхронных машин. Если в результате нарушения изоляции внутри машины возникло короткое замыкание, то единственным способом, позволяющим ограничить аварию, является быстрое сведение к нулю, т.е. гашение магнитного поля обмотки возбуждения. Эту задачу и выполняют автоматы гашения поля.

    Читать еще:  Капитальный ремонт выключателя мкп 110

    2. Устройство небыстродействующих автоматов

    Принципиальная схема конструкции у всех небыстродействующих автоматов почти одинакова. Различие заключается в наличии всех или части элементов, указанных на рисунке 25.

    БЦН
    И
    МР С
    Б
    ГК
    КО
    РМТ
    РмТ или РОТ
    РмН
    ИО

    Рисунок 25 – Схема механической связи между элементами небыстродействующих автоматов: БЦН – блок-контакт цепей несоответствия; П – привод; МСР – механизм свободного расцепления; Б – блок-контакты; ГК – главные контакты; ОК – отключающая кнопка; РМТ – расцепитель максимального тока; РмТ и РОТ – расцепитель минимального или обратного тока; РмН – расцепитель минимального напряжения; НО – независимый расцепитель

    Основной характеристикой автомата, определяющей его способность защищать питающие линии и оборудование, является время – токовая характеристика установленного в автомате расцепителя. На рисунке 26 приведены теоретические характеристики расцепителей.

    I
    t
    а)
    I
    t
    б)
    I
    t
    I
    t
    в)
    г)

    Рисунок 26 – Вид время-токовых характеристик расцепителей автоматов:

    а) независимый расцепитель; б) независимый расцепитель с выдержкой

    времени; в) обратнозависимый расцепитель; г) комбинированный

    3. Автоматические выключатели на токи до 630 А включительно с пластмассовым корпусом.

    К ним относятся автоматы серий А-3100, АП-50, АК-63, АЕ, А-4100, ВА-50 и др.

    Конструкции всех автоматов похожи друг на друга, поэтому изучение устройства автомата рассмотрим на примере выключателя А3120 на 100 А (рисунок 27).

    Пластмассовые основания 1 и крышка 2 имеют продольные перегородки между полюсами с лабиринтным уплотнением в месте стыка, что необходимо для предотвращения переброса дуги. При отключении больших токов короткого замыкания давление газов внутри корпуса велико, и, чтобы крышка не лопнула, у автоматов на ток 200 А и более она скреплена с основанием шестью винтами. Неподвижный контакт 3 и подвижный контакт 4 сделаны из металокомпозиций разного состава на базе серебра, никеля и графита. У автомата на ток 600 А в отличие от меньших имеются на каждом полюсе по два главных контакта и один разрывной. Дугогасительная камера имеет стальные пластинки 10, укрепленные в Каракасе 11, из листовой фибры. Для взведения механизма после автоматического отключения рукоятку управления 5 переводят в нижнее положение и вводят рычаг 6 в зацепление с рычагом 7. Теперь включение и отключение при движении рукоятки осуществляется под влиянием пружин 8, перебрасывающих ломающееся рычаги 9 в одну или другую сторону от их метрового положения и поворачивающих контактный рычаг 12 вокруг неподвижной оси 13. Чтобы можно было взвести автомат после автоматического отключения, надо выждать 1-4 мин. для остывания термобиметала. Автоматическое отключение произойдет, когда повернется рейка 14 и ее зуб 15 освободит рычаг 7, удерживающий рычаг 6. Поворот этой рейки происходит либо под влиянием притяжения якоря электромагнита 16 к магнитопроводу 17, внутри которого проходит шина, несущая главный ток, либо под влиянием изгиба термобиметала 18 при нагреве проходящим по нему сверхтоком. После освобождения рычага 7 под влиянием опретивных пружин 8 механизм переходит в положение «автоматически отключено». В этом случае рукоятка управления занимает среднее положение, что дает возможность узнать, произошло ли отключение автоматически или оно осуществлено вручную.

    Расцепитель автомата А3120 и автоматов на большие токи – съемный, он может быть заменен расцепителем на другой номинальный ток.

    Расцепители настраивают на определенный ток срабатывания, после чего их опечатывают и в эксплуатации не разбирают и не регулируют, т.е. они не имеют регулировочных шкал.

    Термобиметаллический расцепитель на номинальный ток свыше 100 А сделан из инвар-немагнитной стали. Он током не обтекается, а нагревается от прилегающего к нему нагревателя, по которому проходит ток.

    Термобиметаллический элемент на токи 100 А и ниже обтекаются главным током или частью его. В последнем случае другая часть тока идет через шунт-нагреватель.

    Гашение дуги осуществляется в дугогасительном устройстве, имеющем стальные пластинки 10, на которых дуга делится на ряд коротких дуг, включенных последовательно. Это позволяет увеличить приэлектродное падение напряжения в дуге UЭ. Дугогасительная решетка крепится в каркасе 11 из листовой фибры, которая при нагреве выделяет газы в замкнутом объеме, вследствие чего повышается давление в стволе дуги ЕД, что также способствует быстрому гашению дуги.

    Рисунок 27 – Автомат типа А-3120 на 100 А

    4. Автоматические выключатели на токи свыше 630 А без пластмассового корпуса.

    К ним относятся автоматы серии АВ и АВМ; автоматы серии Э- «Электрон»; автоматы новых серий ВА-75 и ВА-53.

    На рисунке 28 изображен автомат АВМ-10. Его детали смонтированы на пластмассовой плите 1 (из пластмассы АГ4), находящейся внутри распределительного устройства. На его лицевой стороне 5 находится рукоятка рычажного привода 7. Движение от рукоятки через систему рычагов и механизм свободного расцепления 6 предается контактам 2, входящим внутрь дугогасительных камер 3.

    При срабатывании расцепителя минимального напряжения (или независимого расцепителя) 8 или максимального расцепителя 9 поворачивается отключающий валик 4, что приводит к расцеплению механизма. Тогда контактная система под действием отключающей пружины приходит в отключенное положение.

    Рисунок 28 – Трехполюсный автомат типа АВМ-10 на 1000 А с

    дистанционным рычажным приводом

    Контактная система автомата приведена на рисунке 29. Автомат имеет 3 параллельных пары контактов: главные 4, предварительные 10 и дугогасительные 9. Главные контакты мостикового типа позволяют получить малые переходные контактные сопротивления и предназначены для длительного проведения тока при включенном автомате. Они изготовлены из меди и облицованы накладками из сплава серебро-никель.

    Предварительные и дугогасительные контакты отключают электрические цепи, выдерживая при этом воздействия электрической дуги. Предварительные контакты как подвижный, так и неподвижный, изготовлены из меди; у дугогасительных же контактов подвижный контакт изготовлен из меди, а неподвижный из металлокерамики (меднографитовая композиция). При включении автомата вначале замыкаются дугогасительные контакты, затем промежуточные и последними главные контакты.

    Рисунок 29 – Контактная и дугогасительная системы автомата АВ-10Б

    При отключении, наоборот, первыми размыкаются главные контакты, потом промежуточные и последними дугогасительные. Провал контактов в главных контактах осуществляется с помощью цилиндрических пружин 14, в промежуточных – пластинчатой пружиной 11, а в дугогасительных – цилиндрической пружиной 13. Причем, при замыкании дугогасительных контактов обеспечивается перекатывание подвижного контакта по поверхности неподвижного, тем самым разделяются контактные точки при полностью замкнутых контактах и в момент их размыкания. Подвижные контакты связаны с изолированным валом 18 с системой рычагов 17, 15, 16, 2.

    Подвод и отвод тока к автомату выполнен медными шинами 7, 6 и 3. Контактная сварка устанавливается на пластмассовой плите. В нижней части автомата расположены расцепители 1.Дугогасительная камера служит для гашения дуги, а также для предотвращения переброса ее между полюсами на корпус автомата и на другие токоведущие части его.

    Электрическая дуга, возникшая на дугогасительных контактах 9, втягивается под воздействием электродинамических сил в дугогасительнуюкамеру представляющую собой деионную решетку 8 из ряда стальных пластин, закрепленную в асбестоцементной камере. При этом дуга делится на ряд коротких дуг и гаснет в момент изменения полярности тока.

    Причиной погасания дуги в этот момент времени служат появление вблизи каждого катода (а их будет на единицу больше чем пластин в камере) прослойки окружающей среды с малым количеством заряженных частиц в связи с уходом из этой области электронов при изменении полярности тока. Чтобы вновь загорелась дуга, напряжение на каждом дуговом промежутке должно быть больше во столько раз, на сколько участков в камере разбита электрическая дуга.

    1. Дайте определение автоматическим выключателям.

    2. Как различаются автоматы по времени срабатывания?

    3. Что такое селективная защита?

    4. Из каких основных элементов состоят автоматы?

    5. Каково назначение механизма свободного расцепления?

    6. Для чего служит привод автомата?

    7. Каково назначение и устройство электромагнитногорасцепителя?

    8. Каково назначение и устройство тепловогорасцепителя?

    9. Каково условие гашения дуги в аппаратах?

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector