1 Цель и программа исследований работы.
Цель работы – углубление знаний физических процессах в тепловом реле и его применении для защиты электроустановок.
В ходе работы необходимо:
Изучить конструкцию и принцип действия тепловых реле серии ТРТ и ТРН.
Изучить принцип работы «прыгающего» контакта, обеспечивающего быстроту размыкания цепи.
На примерах конкретных схем рассмотреть применение тепловых реле для защиты электроустановок.
Снять опытным путём и построить время-токовые характеристики реле.
Сравнить экспериментальные время-токовые характеристики с теоретическими и сделать выводы.
2 Принципиальная схема лабораторной установки.
Рис 1. Принципиальная схема экспериментальной установки.
РТ – исследуемое тепловое реле.
Т1 – автотрансформатор для регулирования тока нагрузки.
К – контактор включения нагрузки в сеть.
F – автоматический выключатель сети.
S1 – выключатель цепи управления установки
S2, S3 – кнопочная станция управления включением и отключением нагрузки в сеть.
V1, V2, A – электроизмерительные приборы для измерения напряжения сети, напряжения, снимаемого с автотрансформатора, и тока нагрузки соответственно.
В качестве нагрузки используется трансформатор Т2, вторичная обмотка которого замкнута накоротко через чувствительный элемент исследуемого теплового реле РТ. Размыкающий контакт теплового реле включён в цепь питания обмотки контактора К. При срабатывании реле контактор отключает нагрузку от питающей сети.
2.1 Чувствительный элемент теплового реле.
Чувствительным элементом теплового реле является биметаллическая пластина. Биметаллическая пластина состоит из двух металлических пластин, имеющих различные температурные коэффициенты расширения α1 и α2. Пластины плотно прилегают друг к другу и жёстко скреплены. Если один конец пластины закрепить неподвижно и нагреть, то произойдёт изгиб пластины в сторону материала с меньшим коэффициентом α. При этом свободный конец пластины воздействует на контактную систему. Сила воздействия и прогиб пластины тем больше, чем больше разница между α1 и α2.
Нагрев биметаллического элемента производится от специального нагревателя, по которому протекает ток нагрузки. Лучшие характеристики получаются при комбинированном нагреве, когда ток нагрузки протекает как непосредственно через биметаллическую пластину, так и через специальный нагреватель (реле типа ТРП).
Рис 2. Принцип действия теплового реле: 1 - биметаллическая пластина; 2 - нагреватель; 3 – размыкающий контакт.
2.2 «Прыгающий» контакт.
Прогиб биметаллической пластины при нагревании происходит медленно. Если она непосредственно связана с размыкающим контактом, то образуется дуга. Для гашения дуги пластина действует на контакт через ускоряющее устройство, называемое «прыгающим» контактом.
В обесточенном состоянии пружина создаёт момент относительно оси вращения и замыкает контакт. Биметаллическая пластина при нагреве изгибается вправо, положение пружины изменяется. Теперь она создаёт момент в противоположном направлении, обеспечивая мгновенное размыкание контакта и гашение дуги.
Рис 3. Устройство «прыгающего» контакта: 1 – пружина; 2 – ось вращения «прыгающего контакта; 3 – контакт; 4 – биметаллическая пластина; 5 – кнопка возврата.
3 Таблица с результатами измерений.
|
I, А |
32 |
36 |
40 |
44 |
48 |
|
t(19 А), с |
148 |
46,5 |
33,7 |
17 |
14,2 |
|
t(25 А), с |
833,2 |
261,8 |
189,6 |
95,7 |
80 |
4
График время-токовых характеристик по
результатам опытов.
Вывод: в ходе лабораторной работы я изучила тепловые реле, рассмотрела их применение для защиты электроустановок, а также сняла опытным путём и построила время-токовые характеристики реле, которые оказались близки к теоретическим.