86. Основные аппараты защиты (классификация, устройство, условное обозначение).
К ним относятся плавкие предохранители, автоматические воздушные выключатели, реле, разрядники для защиты от перенапряжений. Плавкие предохранители – аппараты для защиты электрических цепей от чрезмерных токов, возникающих при перегрузках и к.з. Действие плавких вставок основано на том, что пластины или проводники из олова, свинца, меди включаются последовательно в цепь и при токе свыше установленного предела расплавляются, что приводит к отключению цепи. Конструкции предохранителей бывают пробочными, пластинчатыми и трубчатыми. Пластинчатые предохранители представляют собой трубку из фарфора или керамики, в которых находятся пластины из олова, свинца, меди. По торцам трубки расположены контакты.
Типы предохранителей: НПН (полая трубка), ПН. Для защиты электродвигателей ток плавкой вставки предохранителя рассчитывается по формуле: Iпл.вс. = Iпуск / β, β = 2,5, β – коэффициент, зависящий от условий пуска. I = jS = jπD2 / 4 D = (4I / jπ)0.5 = 2(I / jπ)0.5.
Автоматические воздушные выключатели (автоматы). Предохранители защищают цепи от токов к.з., от токов длительных перегрузок надёжно защитить не могут. Поэтому в мощных электроустановках вместо предохранителей применяются автоматические выключатели. Они отключают цепи, когда определённая электрическая величина переходит установленное значение (максимальные и минимальные автоматы) или когда изменяется направление подачи энергии (автоматы обратной мощности). Устройство автомата максимального тока: когда в защищаемой цепи ток достигнет предельного значения, катушка втягивает стальной сердечник и защёлка освобождает пружину, последняя разрывает контакты и цепь выключается. Такие автоматы применяются в осветительных сетях вместо предохранителей. Обратное включение автомата осуществляется вручную. Чтобы избежать отключение установки при кратковременном скачке тока (пусковой ток двигателя) автоматы иногда снабжают устройствами выдержки времени. Если скачок тока закончится раньше, чем механизм задержки позволит освободить защёлку, сердечник вернётся в исходное состояние и отключение не произойдёт.
Реле – коммутационный аппарат относительно небольшой мощности, реагирующий на определённую физическую величину (U, I, f, T0, t, P и т.д.). Они предназначены для выполнения защитных, управляющих, измерительных и логических операций в системах управления и защиты ЭУ. В зависимости от назначения делятся на минимальные, максимальные (U, I), промежуточные, времени и т.д. В зависимости от принципа действия реле делятся на электромагнитные, тепловые, давления и т.д. Для защиты электрических цепей чаще используются тепловые реле.
87. Полупроводниковые приборы (классификация, обозначения).
Полупроводниковые приборы классифицируют в зависимости от механизма работы и функционального назначения. По принципу действия полупроводниковые приборы делятся на следующие основные виды: диоды, тиристоры, стабилитроны, транзисторы. Внутри, каждого из указанных видов приборы подразделяются на типы: диоды - по значениям максимально допустимого среднего прямого тока, тиристоры - по значениям максимально допустимого прямого тока в открытом состоянии, стабилитроны - по значениям максимально допустимой мощности рассеяния.
Приборы одного типа подразделяются на классы:
- диоды -- по значениям повторяющегося импульсного обратного напряжения,
- тиристоры - по значениям повторяющегося импульсного обратного напряжения и повторяющегося импульсного напряжения в закрытом состоянии, тиристоры, проводящие в обратном направлении, и симметричные тиристоры -- по значениям повторяющегося напряжения в закрытом состоянии,
- стабилитроны -- по значениям напряжения стабилизации.
Первый элемент обозначения определяет исходный полупроводниковый материал, из которого изготовлен прибор. Для приборов устройств широкого применения обозначение исходного материала производится буквами: Г — германий или его соединения, К — кремний или его соединения, А — соединения галлия. Для приборов, используемых в устройствах специального назначения, обозначения производятся соответственно цифрами 1, 2, 3. Второй элемент определяет подкласс прибора: транзисторы без полевых — Т, транзисторы полевые — П, диоды выпрямительные универсальные, импульсные — Д, выпрямительные столбы и блоки — Ц, диоды сверхвысокочастотные — А, варикапы — В, тиристоры диодные — Н, тиристоры триодные — У, стабилизаторы тока — К, стабилитроны — С. Третий элемент в обозначении диодов, транзисторов и тиристоров определяет назначение прибора и обозначается цифрой. Диоды выпрямительные малой мощности (прямой ток не более 0, 3 А) обозначаются 1, средней мощности — прямой ток от 0, 3 до 10 А — 2, диоды универсальные с рабочей частотой не более 1000 МГц — 4. Транзисторы малой мощности (не более 0, 3 Вт) на частоту не более 3 МГц обозначаются 1, на частоту от 3 до 30 МГц — 2, на частоту более 30 МГц — 3. Транзисторы средней мощности (от 0, 3 до 1, 5 Вт) обозначаются соответственно цифрами 4, 5, 6, транзисторы большой мощности — 7, 8, 9. Четвертый и пятый элементы означают номер разработки прибора и обозначаются цифрами от 01 до 99. Для стабилитронов третий элемент обозначает индекс мощности, четвертый и пятый — номинальное напряжение стабилизации. Шестой элемент в обозначении диодов и транзисторов определяет параметрическую группу приборов, а в обозначении стабилитронов — последовательность разработки и обозначается буквами от А до Я.