Министерство сельского хозяйства РФ

Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

Кафедра Электротехники и Электроснабжения

Электрооборудование электрических станций и полдстанций

Лабораторная работа № 6

«Защитная и коммутационная аппаратура в установках напряжением до 1000 в»

Выполнил: студент энергетического факультета, 5 курса, 1 группы ________________

Проверил:

Профессор к-ры ЭТЭС,

Д.т.н., профессор _______________________ Наумов И. В.

«_____» ___________________ 2009 г.

Работа защищена: «_____» ______________ 2009 г.

_______________________ И.В. Наумов

Санкт-Петербург-Пушкин 2009г.

Цель лабораторной работы:

Изучить защитные и коммутационные аппараты, применяемые в электрооборудовании электрических сетей напряжением ниже 1000 в,

Программа работы:

1. Изучить назначение, конструкцию и принцип действия коммутационной аппаратуры напряжением ниже 1000 В:

А) Рубильников.

Б) Магнитных пускателей.

В) Контакторов.

2. 2. Изучить назначение, конструкцию и принцип действия защитной аппаратуры напряжением ниже 1000 В:

А) автоматических выключателей.

Б) Плавких предохранителей.

3. Нарисовать эскизы аппаратов по указанию преподавателя.

4. Осуществить самотестирование по предложенным вопросам.

5. Подготовить отчёт по выполненной работе и защитить его преподавателю, ответитв на вопросы.

1. Рубильники

Рубильник предназначен для ручного включения и отключения цепей с постоянным напряжением до 440 В и переменным 500 В. Гашение дуги постоянного тока при небольшом значении тока (до 75 А) происходит за счет механического удлинения дуги двигающимся ножом. Чем больше скорость движения контакта, тем больше скорость растяжения дуги и меньше время ее горения. При отключении больших токов решающим фактором являются электродинамические силы. Эта сила, действующая на единицу длины дуги, примерно обратно пропор­циональна длине ножа. В связи с этим длина ножа может быть доста­точно малой и выбирается такой, чтобы обеспечить гашение малых то­ков (менее 75 А).

Рубильники должны обеспечивать надежное отсоединение установ­ки от напряжения с тем, чтобы можно было безопасно производить ее ремонт, поэтому расстояние между контактными стойками берется не менее 0,05 м. На процесс гашения дуги оказывают влияние также тепловые по­токи воздуха, создаваемые дугой. Гашение дуги получается более ус­пешным в том случае, когда растяжение дуги за счет конвективного движения воздуха совпадает с направлением действия электродинами­ческих сил (рубильник устанавливается так, чтобы кривизна дуги была обращена вверх).

При отключении переменного тока дуга в рубильнике гасится за счет возникновения электрической прочности 200-220 В около каждого катода. Применение для двухполюсной цепи двухполюсного рубильника позволяет легко гасить дугу с номинальным током при напряжении до 380в. Однополюсный рубильник с одним разрывом надежно работает в цепи с напряжением 220 В. Рубильники с центральной рукояткой разрешается применять толь­ко для отключения цепи без тока. Отключение цепей с током разрешается в том случае, когда дуга не может воздействовать на руку (ру­коятка привода находится сбоку или применяется рычажной привод).

Как правило, критический ток рубильника меньше его номинального тока продолжительного режима. Для рубильников с боковой ру­кояткой или с рычажным приводом отношение отключаемого тока к но­минальному составляет 0,2 при постоянном напряжении 220 В и 0,3 для переменного напряжения 380 В. При постоянном напряжении 440 В и пе­ременном 500 В указанные аппараты предназначены только для отключе­ния обесточенных цепей.

Для увеличения отключающей способности рубильник снабжается дугогасительной камерой в виде дугогасительной решетки. При этом отключающая способность рубильников увеличивается до 0,5 I_н при постоянном напряжении 440 В и переменном 500 В, а в цепях с постоянным напряжением 220 В и переменным 380 В они способ­ны отключать номинальный ток. Полюс рубильника состоит из двух неподвижных контактов, укреп­ленных на плите из изоляционного материала, и ножа, вращающегося на оси, укрепленной в нижнем контакте (рис.1).

Но конструктивному выполнению различают рубильники одно-, двух- и трехполюсные, с передним пли задним приспособлением проводов.

Рис. 1. Рубильник с центральной рукояткой Р2515 У3 на ток 3000 А

Рубильники серии Р. Рубильники серии «Р» предназначены для неавтоматической коммутации силовых электрических цепей номинальным напряжением до 660В переменного тока частоты 50 и 60 Гц и до 440 В постоянного тока. Эти рубильники применяются для ремонта, как комплектующие и ЗИП для изделий, снятых с произ­водства внутри страны и на экспорт, а также для комплектации устройств по ранее выполненным проектам.

Классификация. Рубильники классифицируются по виду рукоятки привода (боковая несъемная), номинальному току (630 А), чис­лу полюсов (3), наличию вспомогательных контактов (без вспомогательных контактов), степени защиты (1Р00).

Структура условного обозначения Р11 - 39320-00[*]3:

Р — вид аппарата; 11 — сочетание вида рукоятки привода — боковая несъемная; 39 — номинальный ток — 630 А; 3 — число полюсов — 3; 2 — плоскость присоединительных зажимов параллельна плоскости монтажа, аппарат без дугогасительных камер; 0 — без вспомогательных контактов; 00 — степень защиты аппарата IP00 по ГОСТ14255-69; [*]3 — климатическое исполнение (У, УХЛ, Т) и категория размещения (3) по ГОСТ15150-69.

Особенности конструкции. Общий вид рубильника представлен на рис. 2. Аппарат представляет собой сборку на общем пластмассо­вом валу определенного количества однотипных пакетов, стянутых шпильками.

Набор неподвижных контактов с корпусом со­ставляет пакет. Число пакетов рубильника соот­ветствует числу полюсов с добавлением одного корпуса, в котором размещен механизм фикса­ции. Подвижные контакты составлены из двух па­раллельных ножей на каждый полюс. Ножи сжа­ты спиральными пружинами, осуществляющими контактное нажатие, и собраны в отдельный узел, который установлен в валу. Механизм фиксации служит для фиксирования рукоятки привода в положениях «включено» и «от­ключено». Он состоит из двух толкателей с пружи­нами, помещенными в специальные пазы.

При повороте вала рукояткой привода осуществ­ляется замыкание и размыкание контактов. Конструкция контактных выводов обеспечива­ет присоединение медных и алюминиевых прово­дов, шин и кабелей сечением согласно ГОСТ12434-83 и ПУЭ.

Рис. 2. Общий вид трехполюсного рубиль­ника серии «Р»:

1 - пластмассовый вал; 2 -пакеты; 3 - неподвиж-ные контакты;

4 -корпус; 5 - подвижные контакты; 6 - толкатель; 7 — пружина; 8 — рукоятка

Рубильники Р11 применяются без дугогасительных камер только в качестве разъединителей без тока. Коммутируемый ток при встраивании аппаратов в оболочки степени защиты IP32, IP54 снижается на 20%.

Рубильники серий РБ, РП, РЦ, РПС, РПЦ, РПБ, Р2515 и Р3545. Рубильники этих серий предназначены для комплектации силовых ящиков, шкафов, щитов и других. распределительных устройств.

Рубильники РБ-31, РБ-32, РБ-34, РБ-36 с боковой съёмной рукояткой (или приводом), исполнение привода правое (или левое) изготовляются на токи 100, 250, 400, 630 А.

Рубильники со смещенным приводом в комплекте с предохранителями РПС-1, РПС-2, РПС-4 и РПБ-36 изготовляются на токи 100, 250, 400, 630 А. Могут поставляться с боковой съемной рукояткой.

Рубильники с центральным приводом РЦ-6 УЗ, РПЦ5-1000 УЗ изготовляются на токи 630 и 1000А.

Рубильники с управлением изоляционной штангой РП5-1000 УЗ, РП5-1600 УЗ, Р3545 УЗ изготовляются на токи 1000, 1600, 2000 А.

Рубильник с центральной рукояткой Р2515 УЗ изготовляется на ток 3000 А.

Структура условного обозначения

РБ-[*] У3:Р - рубильник; Б - обозначение вида привода: боковой съёмной рукояткой;

[*] - условное обозначение номинального тока: 31 – 100 А; 32 – 250 А; 34 – 400 А; 36 – 630 А; У3 - климатическое исполнение и категория размещения ГОСТ 15150-69. РП[*]-[*] У3: РП - рубильник с предохранителями; [*] - обозначение вида привода: C – смещенный; Б – с боковой съёмной рукояткой; [*] - условное обозначение номинального тока: 1 – 100 А; 2 – 250 А; 4 – 400 А; 36 – 630 А; У3 - климатическое исполнение и категория размещения ГОСТ 15150-69.

Особенности конструкции. Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры рубильников приведены на рис. 3 – 12.

Основными частями аппаратов являются ножи, контактные и совмещённые стойки, смонтированные на общей плите. Рубильники имеют по одному ряду совмещённых и контактных стоек. Необходимое контактное нажатие обеспечивается пружинами, на совмещённых – сферическими шайбами. У аппаратов контактные ножи связаны осью, приводящейся в движение посредством симметрично расположенных по длине тяг, второй конец которых шарнирно соединён с валом. На рубильниках вал приводится во вращение боковой съёмной рукояткой (или приводом), устанавливаемой на одном его конце. Съёмная рукоятка снимается в отключённом положении аппарата. Рубильники РП5-1000 УЗ (рис. 9) включаются и отключаются пофазно изоляционной штангой за специальные кронштейны. Штанга входит в комплект рубильников. На рубильниках РЦ-6 УЗ (рис. 7), РПЦ5-1000 УЗ (рис. 8) включение и отключение осуществляется приводом, который устанавливается на передней панели шкафа или ячейки. В рубильнике Р2515 включение и отключение осуществляется с помощью центральной рукоятки, расположенной на изоляционной траверсе. В аппарате с центральной рукояткой все полюса включаются и отключаются одновременно. Аппараты не допускают самопрозвольного включения или отключения. Резьбовые соединения аппаратов, стягивающие контактные соединения шин с выводами рубильников, не должны самоотвинчиваться.

Рис. 3. Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры рубильников серии РБ.

Рис. 5.4. Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры рубильника РБ-36:

1,2 – контакты; 3 – контактные ножи; 4 – вал привода; 5 – плита;

6 – паспортная табличка; 7 – съемная рукоятка.

Рис. 5. Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры рубильника РПС с боковым смещенным приводом ПРБ-0,4:

1,2 – контакты; 3 – контактные ножи; 4 – предохранитель; 5 – привод.

Рис. 6. Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры рубильника РПБ-36:

1,2 – контакты; 3 – контактные ножи; 4 – предохранитель; 5 – привод.

Рис.7. Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры рубильника РЦ-6 У3:

1,2 – контакты; 3 – контактные ножи; 4 – плита; 5 – скоба к приводу;

6 – паспортная табличка.

Рис. 8. Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры рубильника РПЦ5-1000 У3:

1,2 – контакты; 3 – контактные ножи; 4 – плита; 5 – паспортная табличка.

Рис. 9. Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры рубильника РП-5-1000 У3:

1,2 – контакты; 3 – кронштейн; 4 – ножи контактные; 5 – плита;

6 – паспортная табличка.