книги / Электрические аппараты

Минимальный расцепитель выполняется также электро­ магнитного типа (поз. 10, рис. 17.1). Для разрыва цепи катушки в отключенном положении она питается через замыкающий вспомогательный контакт. Этот контакт при включении замыкается раньше глазных контактов. Благо­ даря этому механизм подготавливается к работе в процессе самого включения. Напряжение отпускания электромагнита регулируется в пределах 35—70 % номинального. При на­ пряжении, меньшем напряжения уставки, пружина отрыва­ ет якорь и воздействует на механизм свободного расцепле­ ния.

Минимальный расцепитель может использоваться для дистанционного отключения, если последовательно с ним включить кнопку с размыкающим контактом. Если же ми­ нимальный расцепитель воздействует на механизм свобод­ ного расцепления через часовой механизм с выдержкой вре­ мени, то дистанционное отключение должно производиться независимым расцепителем.

17.5. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ И УСТАНОВОЧНЫЕ АВТОМАТЫ

а) Автоматы серии А-3700 (рис. 17.4, а). Неподвижный контакт 7 имеет возможность небольшого перемещения и находится под дейст­ вием контактной пружины (аналогично рис. 17.1). Подвижный контакт 6 укреплен на изоляционном рычаге, связанном с механизмом аппарата через тягу 16. Контакты имеют металлокерамические накладки 8. Ток коммутируемой цепи проходит также через катушку электромагнита максимального расцепителя 10 и трансформатор тока 3. Автоматы этой серии могут быть токоограничивающими и селективными. В первых при больших токах КЗ неподвижный контакт 7 отбрасывается влево элект­ родинамической силой в точке касания контактов и дуга возникает до начала движения подвижного контакта. Если первоначально ток цепи составлял 100 кА то через 1 мс за счет сопротивления дуги он умень­ шается до 20—50 кА. Повторное касание контактов нс происходит, так как расцепитель 10 с помощью якоря 15 освобождает механизм и начи­ нается движение контакта 6. Гашение дуги осуществляется дугогасптелькой решеткой 9 (§ 4.11). Полное время срабатывания токоограничиваюшего автомата 10—15 мс.

В селективных автоматах используется электродинамический ком­ пенсатор, аналогичный показанному на рис. 17.1. Контакты не размыка­ ются до тех пор, пока пе начнется движение рычага 16. Работу меха­ низма автомата рассмотрим на конструктивной схеме (рис. 17.4,6). В автомате используется принцип моментного включения, когда замы­ кание и размыкание контактов осуществляется заранее заводимой пру-

Рис 17 4 Автомат серии А 3700

кой показано направление силы, действующей на шарнир 04 рычагов 4 и 5 Для включения рычаг переводится вверх Правый конец пружины перемешается, н на шарнир 04 действует сила, направленная вверх. Под действием этой силы контакт 6 замыкается с контактом 7 Автомат включен При срабатывании элементов защиты / и 2 от тока перетру »-

вуюшую на шарнир О, вииз (рис 17 4, d), при эюм контакт 6 размькается с контактом 7. Происходит отклонение автомата Автомат может быть отклонен от руки Для этою из включенного положения автом i- та рукоятка 11 перемещается вьиз (рис. 17 4, е) При этом правый конец пружины 12 перемещается вьиз, и она создает усилие, действующее на точку 04 вниз Контакты 6 а 7 размыкаются В автомате А-3700 при перетру"ках полупроводниковый блок защиты 5 подает сигнал на неза­ висимый э шктрочагнитный расцепитель 4 (рис. 17 4, а). Якорь этого расцепителя 1 действует на механизм свободного расцепления. Полу­ проводниковый блок защиты позволяет регулировать номинальный тс к

устройства и выдержку времени срабатывания в широких пределах. При перегрузках возврат полупроводникового блока в начальное состояние обеспечивается, если после истечения 75 %-ной выдержки времени ток упадет до 1К0м. При КЗ возврат полупроводникового блока обеспечива­ ется, если после 50, 170, 320 мс с начала КЗ ток упадет до 70 %-пой уставки тока КЗ.

В автоматах переменного тока полупроводниковый блок защиты питается от трансформатора тока 3. В автоматах посюямного тока вме­ сто трансформатора в качестве датчика тока используется дроссельный магнитный усилитель (§6.1). Питание блока датчика тока производится от специального стабилизированного источника. В процессе эксплуата­ ции работа полупроводникового блока защиты может быть проверена без вывода автомата в ревизию.

Полупроводниковый блок защиты работоспособен при колебании напряжения сети в пределах 85—ПО % номинального значения.

Автомат может снабжаться электромагнитным приводом для ди­ станционного управления Выходной элемент привода воздействует на рукоятку 11 и обеспечивает включение и отключение аппарата.

Номинальные токи автоматов серии А-3700 составляют 160—630 А при переменном напряжении до 660 и постоянном до 440 В. Максималь­ но допустимый ток КЗ сети, в которой может быть установлен автомат,

(1, 2, 3) и дугогасительную (4, 5) контактные системы. Контактирующие поверхности облицованы металлокерамикой. Для повышения динамиче­ ской стойкости используется компенсатор 8. При отключении поворачи­ вается рычаг 9. Сначала перемещается мостик 1 и между главными кошактами образуется зазор 6 мм, после чего размыкаются контакты 4, 5. Образующаяся дуга затягивается в дугогасительную камеру с ме­ таллическими пластинами 6. Для ограничения выброса пламени и иони­ зированных газов дугогасительная камера закрыта пламегасителем 7. Он представляет собой набор медных пластин, установленных с зазором, Нагретые выхлопные газы и пламя, соприкасаясь с пластинами, охлаж­ даются и зона выброса горячих газов уменьшается.

Отключаемый ток автомата достигает 65 кА при номинальном пе­ ременном напряжении 660 и постоянном 440 В. Конструкция выходных и входных контактов позволяет легко вкатывать и выкатывать автомат из установки по специальным рельсам для ремонта и ревизии. Дистан­ ционное включение автомата производится электромагнитным (при Дом = 600 А) ИЛИ ПруЖИННЫМ ПрйВОДОМ (при 1ном = 1000ч-4000 А).

Принципиальная схема полупроводникового расцепителя автомата «Электрон» приведена на рис. 12.17,

Рис, 17.5. Контактная и дугогасительиая системы автомата серии «Электрон»

17.6. БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ АВТОМАТЫ

Быстродействие автомата может быть повышено за счет сокращения собственного времени отключения и времени гашения дуги. Последнее ограничивается уровнем перена­ пряжений. Чем быстрее уменьшается ток, тем выше пере­ напряжение (§ 4.2). Длительность гашения дуги в настоя­ щее время доведена до ( 1,5-^-2) • 10~2 с (на постоянном то­ ке). Дальнейшее уменьшение длительности гашения дуги на данном этапе развития техники не представляется перспек­ тивным. Поэтому в настоящее время основное внимание уде­ ляется уменьшению собственного времени отключения ав­ томата.

Для получения малого собственного времени отключения контакты быстродействующих автоматов выполняются тор­ цевыми и с малым провалом (порядка 8— 10 мм). Макси-

мальвое расстояние между контактами берется небольшим в составляет 18—22 мм при номинальном напряжении до 3000 В. Образование дуги и ограничение тока за счет ее сопротивления начинаются при расстоянии между контак­ тами 1— 1,5 мм. Для уменьшения оплавления контактов и ускорения разрыва металлического мостика в месте рас­ положения контактов создается мощное магнитное поле.

Для уменьшения собственного времени отключения не­ обходимо максимально сократить время от момента дости­ жения током значения / ср до момента расхождения контак­ тов. В связи с этим в быстродействующих автоматах не применяются механизмы с ломающимся рычагом и элект­ ромагнитные расцепители с большим свободным ходом якоря. Стремятся либо непосредственно связать якорь элек­ тромагнита с контактом, либо максимально упростить эти связи.

По характеру отключаемых цепей быстродействующие автоматы делятся на линейные, катодные и анодные. Из существующих конструк­ ций наиболее универсальны быстродействующие автоматы серии ВАБ-28 на номинальные токи от 1,5 до 6 кЛ н номинальные напряжения от 825 до 3300 В Выключатель ВАБ-28 (рис. 17.6) содержит электромагнит

постоянного тока 1 с удерживающей катушкой 2 и якорь 3, который может поворачиваться вокруг оси О, до упора 4. При включенном электромагните якорь 3 удерживается в положении, показанном на ри­ сунке, электромагнитной силой так, что отключающая пружина 5 и кон­ тактная пружина 6 растянуты Ток защищаемой цепи проходит по шине Л, катушке магнитного дутья S подвижному контакту 7 н шине Б. Отключение катодного автомата происходит при обратном зажигании

энергия ударом передается контакту 7 Pei улирование тока срабатыва­ ния производится резистором R2.

В процессе включения якорь механизма свободного расцепления 10 притягивается к скошенному полюсу электромагнита 1. Включение выкчючателя возможно, если в удерживающей обмотке 2 резко увеличить ток, что осуществляется контактором К, шунтирующим добавочный ре­ зистор R1. При этом якорь 3 притянется, растянув пружину 6. Подвиж­ ный контакт 7 останется неподвижным, так как его удерживает тяга 9, соединенная с притянутым якорем свободного расцепления 10. Замыка­ ние контакта 7 произойдет только после включения в цепь обмотки 2 резистора R1, вследствие чего уменьшится сила притяжения якоря сво­ бодного расцепления 10 (отпускается кнопка Вкл).

Отключение линейных выключателей производится за счет разрыва цепи удерживающей катушки размыкающими контактами специального реле (индуктивный дифференциальный шунт) типа РДШ. В таком ре­ ле (рис. 17.7) токоведущая шина 8 разделена на две параллельные ветви. Токи этих ветвей создают противоположно направленные МДС в окружающем шину магнитопроводе 7. На нижней ветви находятся

Анализ (17.2) и (17.3) показывает, что для быстрого спада тока необходимо увеличивать ftp (уменьшать постоянную времени). Однако при этом напряжение на обмотке возрастает и может достигнуть недо­ пустимых для изоляции обмотки значений. Сопротивление ftp должно обеспечивать соблюдение условий

Цв

и — D ftp ^-Umax, *'в

где Umax — допустимое напряжение на обмотке возбуждения.

Для ускорения спада тока и ограничения напряжения на обмотке необходимо соблюсти условие

генератора:

а —с\ела для расчета перенапряжений при отключении обмотки втзб^ж дения геьератора, б —включение автомата ташенид поля

Чтобы магнитное поле возбуждения спадало с максимальной ско­ ростью и напряжение на обмотке не превышало допустимое значение Umax сопротивление ftp должно быть нелинейным и увеличиваться по мере спада тока. Из (17.5) следует мР—iftP=const, т е. напряжение на сопротивлении ftp должно быть неизменным, несмотря на уменьшение тока. Такой характеристикой обладает дуга, горящая между медными пластинами дугогасительной решетки (§ 4 11). Дело в том, что в корот­ кой дуге напряжение на ней в основном определяется катодным падени­ ем напряжения, которое не зависит от тока.