2.3. Характеристика апаратури керування та захисту.

Електричними апаратами називають електротехнічні пристрої для керування, контролю, регулювання та захисту електричних машин, а також для встановлення різних режимів роботи технологічного устаткування.

За призначенням електричні апарати поділяються:

пускорегулюючі - для пуску, реверсування, регулювання частоти обертання, регулювання струму, напруги двигунів та ін.;

контролюючі - для нагляду за параметрами електричних кіл, які залежно від порушення технологічного процесу подають імпульс на спеціальні прилади або вимикають устаткування.

За способом дії електричні апарати поділяються на контактні і безконтактні.

Апаратура, що застосовується для керування електроустановками, має назву комутаційної апаратури. До неї належать вимикачі, рубильники, перемикачі, контактори, магнітні пускачі, автоматичні вимикачі.

Апаратуру для вимикання електроустановок при струмових перевантаженнях і коротких замиканнях називають захисною апаратурою. До неї належать, наприклад, автоматичні вимикачі, магнітні пускачі, одночасно комутаційні і захисні.

Розрізняють неавтоматичні і автоматичні комутаційні апарати.

Неавтоматичні комутаційні апарати (апарати ручного керування): кнопкові, важільні, поворотні, пакетні вимикачі, рубильники, перемикачі, реостати, контролери, пульти.

До автоматичних комутаційних апаратів належить реле, контактори, магнітні пускачі.

До апаратури керування електроустановками становлять такі загальні вимоги: надійність дії, безпека обслуговування, тривалий строк служби, простота виготовлення, монтажу та експлуатації, невеликі габарити, мале споживання електричної енергії самими апаратами, невисока вартість.

2.3.1 Автоматичні вимикачі

П ризначення: Автоматичні вимикачі призначені для захисту електричних кіл від струмів короткого замикання, перевантаження або недопустимого зниження напруги, а також для нечастого оперативного вмикання та вимикання електричних кіл постійного та змінного струмів.

Автоматичні вимикачі розрізняють за: номінальним струмом,

номінальним струмом розчиплювача, видом струму (постійного або змінного), кількістю полюсів.

Будова: автоматичні вимикачі складаються з таких основних елементів: контактної системи(3), механізмів вільного

р

Рис 2.2. Автоматичний вимикач

вимикач

озчеплення, дугогасильного пристрою(2),

максимальних і допоміжних розчиплювачів струму,

1. Електро магнітне реле.

2. Дуго гасильна камера.

3. Рухомий контакт.

4. Корпус.

5. електротеплове реле.

6. Біметалічна пластина

мінімальних розчиплювачів напруги та ін.

Основним елементом автоматичного вимикача є

розчиплювач(1,5), який забезпечує вмикання та

вимикання контактів. Він може бути

електромагнітним(1), тепловим(5) і

напівпровідниковим.

Електромагнітний розчиплювач - це електромагнітне

реле максимального струму з механізмом вимикання.

Якщо струм в електричному колі, яке захищається автоматичним вимикачем, перевищує визначену величину, то реле максимального струму спрацьовує і через механізм вимикання розімкне головні контакти автомата.

Тепловий розчиплювач(5) - це біметалева пластина(6), яка є механізмом вимикання автомата. Вона складається з двох різнорідних металів із різними коефіцієнтами лінійного розчеплення.

Принцип дії: при нагріванні пластина буде вигинатись в бік металу з меншим коефіцієнтом лінійного розширення і таким чином подіє на механізм вимикання автомата. Нагрівання може здійснюватися внаслідок безпосереднього проходження електричного струму, що перевищує мінімальний, через біметалеву пластину або від нагрівача, розташованого поряд з пластиною.

Під час розмикання автоматичного вимикача між його контактами виникає електрична дуга. Якщо автоматичний вимикач спрацьовує при великих струмах перевантаження, це може призвести до замикання дуги між контактами різних фаз і виходу автоматичного вимикача з ладу. Щоб запобігти цьому в автоматичних вимикачах застосовують дугогасильні пристрої, які розділяють контакти різних фаз. Під дією електромагнітних сил електрична дуга розтягується вздовж пластин дугогасильного пристрою, стикаючись з їхньою холодною поверхнею, охолоджується і гасне. Розглянемо будову і принцип дії автоматичних вимикачів серії ПАР. Їх випускають на номінальний струм 6,3 А та 10 А. Встановлюють в основу різьбового запобіжника замість пробкового. У цих вимикачах використано комбінований розчиплювач (електричний і тепловий). Шлях проходження електричного струму від електричної мережі до електроспоживача такий: Центральний контакт, нерухомі контакти, рухомі контакти, тепловий розчиплювача (біметалева пластина і гнучкий провідник), електромагнітний розчиплювач (обмотка реле

максимального струму), різьбова частина цоколя. При довготривалому

перевантаженні в електропроводці (декілька секунд) струм проходить

через біметалеву пластину, нагріває її, і пластина вигинаючись,

зміщується вліво, при цьому двоплечовий важіль зіскакує зі шплінта,

переміщується по похилому отвору, внаслідок чого автомат вимикається.

При коротких замиканнях сила струму різко підвищується і стає достатньою для спрацювання реле максимального струму. Осердя електромагніта вимикається, важіль відсічки повертається і вивільняє двоплечовий важіль, внаслідок чого автомат миттєво вимикається відсічкою.

Вмикається автоматний вимикач вручну натискуванням на кнопку. Вимикається кнопкою. При натискуванні цієї кнопки на важіль відсічки вивільняється двоплечовий важіль, внаслідок чого контакти автомата розмикаються.