4.6.7 Выбор максимально-токовых реле
Номинальный ток реле:
где Iном.р – номинальный ток реле;
Iном.д. – номинальный ток двигателя.
Уставка реле по току срабатывания для двигателя с фазным ротором:
где Iпуск – пусковой ток двигателя.
Уставка реле по току срабатывания для двигателя с КЗ ротором:
4.6.8 Выбор тепловых реле
Номинальный ток уставки теплового реле – наибольший ток, при протекании которого реле не срабатывает при данном положении регулирующего устройства.
Время-токовая характеристика теплового реле (в холодном состоянии) должна проходить вблизи и ниже характеристики защищаемого объекта.
1 – время-токовая характеристика двигателя;
2 и 3 – время-токовые характеристики тепловых реле.
4.6.9 Электромеханические реле времени
В схемах защиты и автоматики часто требуется выдержка времени между срабатыванием двух или нескольких аппаратов. При автоматизации технологических процессов также может возникнуть необходимость в определенной временной последовательности операций. Реле времени применяется в случаях, когда необходимо автоматически выполнить какое-то действие не сразу после появления управляющего сигнала, а через установленный промежуток времени.
Реле времени различаются по способу замедления:
с электромагнитным замедлением;
с механическим замедлением (с пневматическим замедлением, с часовым или анкерным механизмом и моторные реле).
Реле времени с электромагнитным замедлением применяются только при постоянном токе. Помимо основной обмотки реле этой серии имеют дополнительную короткозамкнутую обмотку, состоящую из медной гильзы. При нарастании основного магнитного потока, он создает магнитный поток в дополнительной обмотке, который препятствует нарастанию основного магнитного потока. В итоге, результирующий магнитный поток увеличивается медленнее, время «трогания» якоря уменьшается, чем обеспечивается выдержка времени.
Этот вид реле времени обеспечивает выдержку времени при срабатывании от 0,07 с до 0,11 с, при отключении от 0,5 с до 7 с.
Реле времени с пневматическим замедлением имеет специальное замедляющее устройство — пневматический демпфер, катаракт. Регулировка выдержки осуществляется изменением сечения отверстия для забора воздуха.
Этот тип реле времени обеспечивает выдержку времени от 0,4 до 180 с, с точностью срабатывания 10 % от уставки.
Реле времени с анкерным или часовым механизмом работает за счёт пружины, которая заводится под действием электромагнита и контакты реле срабатывают только после того, как анкерный механизм отсчитает время, выставленное на шкале.
Этот тип реле времени обеспечивает выдержку времени от 0,1 до 20 с, с точностью срабатывания 10 % от уставки.
Моторные реле времени предназначены для отсчета времени от 10 с до нескольких часов. Оно состоит из синхронного двигателя, редуктора, электромагнит для сцепления и расцепления двигателя с редуктором, контактов.
4.6.10 Герконовые реле
Электрическая дуга или искра, образующиеся при размыкаии и замыкании контактов, приводят к их быстрому разрушению. Этому также способствуют окислительные процессы и покрытие контактных поверхностей слоем пыли, влаги и грязи. Недостатком электромагнитных реле является наличие трущихся механических деталей, износ которых сказывается на их работоспособности. Другим недостатком этих реле является их инерционность, обусловленная значительной массой подвижных деталей.
Эти недостатки электромагнитных реле привели к созданию реле с герметичными магнитоуправляемыми контактами (герконами).
Контактные сердечники 1 и 2 выполнены из ферромагнитного материала с высокой магнитной проницаемостью (пермаллоя) и ввариваются в стеклянный герметичный баллон 3. Баллон заполнен инертным газом – чистым азотом или азотом с небольшой (около 3 %) добавкой водорода. Инертная среда предотвращает окисление контактных сердечников. Баллон устанавливается в обмотке управления 4. При подаче тока в обмотку возникает магнитный поток Ф, который проходит по контактным сердечникам 1 и 2 через рабочий зазор δ между ними и замыкается по воздуху вокруг обмотки 4. Поток Ф при прохождении через рабочий зазор создает тяговую электромагнитную силу, которая, преодолевая упругость контактных сердечников, соединяет их между собой. При отключении обмотки магнитный поток и электромагнитная сила спадают и под действием сил упругости контактные сердечники размыкаются.
Существуют герметичные реле с размыкающими и переключающими контактами.
Управление герконом можно осуществлять и с помощью постоянного магнита. Если постоянный магнит установлен вблизи геркона, его магнитный поток замыкается через контактные сердечники, которые в результате этого находятся в замкнутом состоянии.
Упругость контактных сердечников обуславливает возможность их вибрации. Одним из способов устранения влияния вибрации является использование жидкометаллических контактов.
Рисунок слева. Внутри подвижного контактного сердечника 1 имеется капиллярный канал, по которому из нижней части баллона 4 поднимается ртуть 5. Ртуть смачивает поверхности касания контактных сердечников 1, 2 и 3. В момент удара контактов при срабатывании возникает их вибрация. Из-за ртутной пленки на контактной поверхности вибрация не приводит к разрыву цепи.
Рисунок справа. Между контактными сердечниками 2 и 3 и ртутью 5 находится ферромагнитная изоляционная жидкость 6. При возникновении магнитного поля ферромагнитная жидкость 6 перемещается, в положение, при котором поток будет наибольшим. Ртуть вытесняется вверх и замыкает контактные сердечники 2 и 3.
Наличие ртути уменьшает переходное сопротивление и увеличивает коммутируемый ток, однако удлиняет процесс разрыва контактов.
Для устранения влияния внешних магнитных полей, а также уменьшения влияния магнитного поля катушки на внешние устройства герконовое реле может быть заключено в кожух из магнитомягкого материала.
Ферридами называются герконовые реле с магнитной памятью. У таких реле имеется две обмотки.
Существуют герметичные силовые контакты (герсиконы), в конструкцию которых внесены дугогасительные контакты. Номинальный ток герсиконов достигает 6,3 А, включаемый ток до 180 А, отключаемый ток до 63 А.