Тема: Апаратура керування і захисту.

1. Загальні відомості про електричні апарати

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

За призначенням електричні апарати поділяються на:

комутаційні — для вмикання та вимикання електричних кіл;

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

захисні — для вимикання електричних кіл та електроустаткування при виникненні струмів перевантаження, коротких замикань, зміні напруги 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 електромагнітні, індукційні й теплові.

Залежно від контактної системи електричні апарати поділяються на контактні й безконтактні.

За способом керування електричні апарати поділяються на апарати неавтоматичного (тобто ручного) та автоматичного керування. Апарати неавтоматичного керування приводять в дію оператори — це вимикачі, перемикачі, контролери, дроселі та ін. Апарати автоматичного керування діють автоматично, залежно від режиму роботи електричної мережі або машини чи від зміни параметрів технологічного процесу. До них належать автоматичні вимикачі, плавкі запобіжники, магнітні пускачі, реле керування, реле захисту та ін.

2. Рубильники, вимикачі та перемикачі

Рубильники належать до найпростіших комутаційних апаратів. Використовуються для вмикання та вимикання електричних мереж в електричних колах постійного та змінного струму. Основні елементи рубильника — нерухомі та рухомі контакти у вигляді ножів із міді чи латуні. Нерухомі контакти виготовляють у вигляді пружинних губок.

За ступенем захисту рубильники випускають відкритими і захищеними. За конструктивними особливостями рубильники бувають одно-, дво- і триполюсними, з центральною або бічною рукояткою чи важільним приводом.

Під час вимикання рубильника розривається електричне коло, що супроводжується виникненням дуги і виділенням тепла. Тому на великі струми рубильники укомплектовують дугогасильними пристроями, а ножі встановлюють на пружинах для прискорення розривання електричного кола. Для цього на рубильниках встановлюють також допоміжні ножі, які з'єднані з руховими ножа-ми-пружинами. Під час вимикання рубильника основні ножі вимикаються без розривання електричного кола, і тільки після цього під дією пружин швидко вимикаються допоміжні ножі. Таким чином значно зменшується час горіння електричної дуги.

Останнім часом використовують блочні рубильники — запобіжники, які одночасно виконують функції комутації та захисту електричних кіл.

Д ля комутації електричних кіл використовують також вимикачі та перемикачі різних типів. Дуже поширені вимикачі клавішного типу, які використовуються в основному в освітлювальних електроустановках. Принцип дії такого вимикача показано на рис. 8.1. При положенні клавіші, як показано на рис. 8.1, а, рухомий 2 і нерухомий З контакти розімкнуті. При переведенні клавіші у . положення, показане на рис. 8.1, 6, фіксатор 4, стискуючи пружину 5, переміститься вниз, внаслідок чого контакти замкнуться. Пружина з фіксаторами утворюють необхідне контактне натискування.

Д ля зручності користування в темноті клавіші вимикачів або пластини над ними покривають люмінофором.

Для вмикання споживачів малої потужності використовують тумблери (рис. 8.2). Це однополюсні вимикачі або перемикачі. Під час переміщення поворотного важеля 5 кулька 7 буде пересуватися по дуговій планці 3 і при переході через нейтральне положення, тобто коли осі 4 і 8 збіжаться, під дією пружини контакти перемкнуться.

Для вмикання й вимикання в електричних колах керування і сигналізації, а також для керування електродвигунами малої

потужності використовують вимикачі та перемикачі поворотного типу. До них належать пакетні вимикачі й перемикачі, універсальні перемикачі, малогабаритні перемикачі малої потужності.

Пакетний вимикач (рис. 8.3) складається з кілець-пакетів, виконаних з ізоляційного матеріалу. Всередині містяться рухомі 5 та нерухомі 4 контакти. Отже, кожний пакет являє собою полюс. У механізмі перемикання вимикача вмонтовано пружину, з допомогою якої при перемиканні контакти замикаються майже миттєво, незалежно від швидкості повертання ручки оператором.

Із пакетів можна набрати будь-яке число полюсів, але найчастіше використовують одно-, дво- і триполюсний вимикач.