1. Автоматические воздушные выключатели

АВ предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при кз и перегрузках, а также при недопустимых падениях напряжения.

Основными Эл-ми АВ явл-ся расцепители, при срабатывании которых выключатель отключается мгновенно или с выдержкой времени. Расцепители разделяются на ЭМ и тепловые (полупроводниковые). Для защиты от кз применяются ЭМ расцепители мгновенного действия или с выдержкой времени, которая обеспечивает избирательность действия защитного аппарата. Одновременная защита от токов перегрева и кз осуществляется за счет использования комбинированных расцепителей.

Действие расцепителя (например, электромагнитного) основано на втягивании сердечника электромагнита при прохождении по его обмотке тока, величина которого превышает величину тока уставки. При том усилие через толкатель передается на удерживающую защелку контактной группы, в результате чего контакты под воздействием пружины размыкаются.

Работа тепловых расцепителей основана на изгибе биметаллических пластин под действием нагрева их протекающим током. Биметаллическая пластина состоит из двух плотно соединенных слоев различных металлов, обладающих различным удельным электрическим сопротивлением. При прохождении тока по одному из слоев биметаллической пластины в них выделяется количество тепла, пропорциональное квадрату величины тока. Температура этого слоя пропорциональна количеству выделенного тепла. Каждый из слоев обладает своим коэффициентом теплового расширения (большим или малым). Поэтому прямая биметаллическая пластина при нагревании изгибается в сторону слоя, имеющего больший коэффициент теплового расширения. Когда по защищаемой электрической цепи проходит ток, величина которого превышает номинальную величину, в нагревательном элементе выделяется тепла больше, чем при номинальном токе, и биметаллическая пластина изгибается так, что незакрепленный конец ее через толкатель воздействует на механизм отключения контактной группы. Роль нагревательного элемента может выполнять и сама биметаллическая пластина. Тогда к одному ее концу подсоединяют провод сети, а к другому - провод приемника электроэнергии. Скорость увеличения температуры (изгибания) биметаллической пластины пропорциональна величине тока нагрузки.

По времени срабатывания tср различают:

нормальные АВ с tср=0,02-0,1с; селективные с регулируемой выдержкой времени до 1 с; быстродействующие с tср0,05 с.

Достоинства: после срабатывания автомат снова готов к работе; автоматы имеют более точную защитную характеристику; совмещают функцию коммутации сетей и их защиту.

Критерии выбора автоматического выключателя:

Выбор высоковольтных выключателей производится:

- по напряжению электроустановки (сети); U_уст ≤ U_ном;

- по длительному току;

,

где: - номинальный ток выключателя; , кА

- по электродинамической стойкости при токах КЗ.

,

где: - действующее значение периодической составляющей тока КЗ (при r = 0). кА;

- действующее значение периодической составляющей тока КЗ и амплитудное значение полного тока, кА;

- ударный ток КЗ, кА

- Выключатель, выбранный по указанным параметрам, также проверяется на отключающую способность:

,

где: - действующее значение периодической составляющей тока КЗ к моменту размыкания выключателя

- На термическую стойкость выключатели проверяются по расчетному импульсу квадратичного тока КЗ и найденным в каталоге значениям и : ,

где: - ток термической стойкости выключателя, кА; - длительность протекания тока термической стойкости, с. При удаленном КЗ значение определяется по формуле: ,

де : - расчетное время отключения тока КЗ