1/ Основы теории электрических аппаратов
2 Предохранители типа ПН-2. Назначение. Устройство. Способы гашения дуги
Предохранитель ПР-2. Назначение. Устройство. Способы гашения дуги
3 Условия выбора низковольтных плавких предохранителей
номинальное напряжение предохранителя должно быть равно или больше номинального напряжения электрической сети; 2) номинальный ток плавкой вставки выбирают по расчетному току защищаемой цепи и отстраивают от токов кратковременной допустимой перегрузки, пусковых и пиковых токов электроприемников. Номинальный ток патрона предохранителя должен соответствовать выбранной плавкой вставке; 3) выбранные плавкие предохранители проверяют на требуемую чувствительность защиты: в электрических сетях общего назначения; 4) проверка на отключающую способность.
Высоковольтные предохранители. Назначение. Устройство. Способы гашения дуги
В сельских электрических установках на это напряжение применяются предохранители типов ПКТ и ПВТ (прежнее название соответственно ПК и ПСН).
Предохранители типа ПКТ (с кварцевым песком) изготовляют на напряжения 6 … 35 кВ и номинальные токи 40 ... 400 А. Наиболее широкое распространение получили предохранители ПКТ-10 на 10 кВ, устанавливаемые на стороне высшего напряжения сельских трансформаторных подстанций 10/0.38 кВ. Патрон предохранителя (рис. 1) состоит из фарфоровой трубки 3, заполненной кварцевым песком, которая армирована латунными колпачками 2 с крышками 1. Плавкие вставки изготовляют из посеребренной медной проволоки. При номинальном токе до 7.5 А используют несколько параллельных вставок 5, намотанных на ребристый керамический сердечник (рис. 1, а). При больших токах устанавливают несколько спиральных вставок (рис. 1).
Такая конструкция обеспечивает хорошее гашение дуги, так как вставки имеют значительную длину и малое сечение. Для уменьшения температуры плавления вставки использован металлургический эффект.
Для снижения перенапряжений, которые могут возникать при быстром гашении дуги в узких каналах (щелях) между зернами кварца, применяются плавкие вставки разного сечения по длине. Это обеспечивает искусственное затягивание гашения дуги.
Срабатывание предохранителя определяется по указателю 6, который нормально удерживается специальной стальной вставкой во втянутом внутрь положении. При этом в сжатом состоянии удерживается также пружина 7. Когда предохранитель срабатывает, вслед за рабочим перегорает стальная вставка, так как по ней начинает проходить весь ток. В результате указатель 6 выбрасывается из трубки освободившейся пружиной 7.
Для защиты измерительных трансформаторов напряжения выпускают предохранители типа ПКН (прежнее название ПКТ). В отличие от рассмотренных предохранителей ПКТ они имеют константановую плавкую вставку, намотанную на керамический сердечник. Такая вставка обладает более высоким удельным сопротивлением. Благодаря этому и малому сечению вставки обеспечивается токоограничивающий эффект.
Предохранители ПКН могут быть установлены в сети с весьма большой мощностью короткого замыкания (1000 МВ×А), а отключаемая мощность усиленных предохранителей ПКНУ вообще не ограничивается. Предохранители ПКН по сравнению с ПКТ имеют меньшие размеры и не снабжены указателем срабатывания (о перегорании плавкой вставки можно судить по показаниям приборов, подключенных со вторичной стороны трансформаторов напряжения).
Основные требования, предъявляемые к предохранителям
К предохранителям предъявляются следующие требования:
1. Времятоковая характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта.
2. При коротком замыкании предохранители должны работать селективно.
3.Время срабатывания предохранителя при коротком замыкании должно быть минимально возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов. Предохранители должны работать с токоограничением.
4. Характеристики предохранителя должны быть стабильными. Разброс параметров из-за производственных отклонений не должен нарушать защитные свойства предохранителя.
5. В связи с возросшей мощностью установок предохранители должны иметь высокую отключающую способность.
6. Замена сгоревшего предохранителя или плавкой вставки не должна требовать много времени.
Особенности выбора плавких вставок в сетях 380—500 В
К выбору предохранителей, защищающих электродвигатели напряжением 380 и 500 В, предъявляется дополнительное требование, чтобы время перегорания плавкой вставки не превышало 0,15—0,2 с [Л. 96]. Это требование определяется следующими соображениями: на электродвигателях 380 и 500 В последовательно с плавкими предохранителями устанавливаются контакторы и магнитные пускатели, с помощью которых осуществляются пуск и остановка электродвигателей. Эти аппараты удерживаются во включенном положении специальными электромагнитами (см. гл. 11), которые питаются от напряжения сети.
При исчезновении или понижении напряжения, например, вследствие короткого замыкания магнитные пускатели и контакторы отпадают. При коротком замыкании в электродвигателе плавкая вставка должна перегореть раньше, чем отпадет магнитный пускатель или контактор. В противном случае контакты магнитного пускателя или контактора будут размыкать ток короткого замыкания, на что они не рассчитаны. Как показали специальные испытания и опыт эксплуатации, если время перегорания плавкой вставки не превышает 0,15—0,2 с, то может происходить лишь небольшое оплавление контактов, позволяющее вновь включить контактор. Замены контактов при этом не требуется. По защитными характеристикам плавких вставок можно определить, что они перегорают за время 0,15—0,2 с при токах короткого замыкания, превышающих в 10— 15 раз номинальный ток плавкой вставки:
Воздушные автоматические выключатели. Назначение. Устройство.
Способы гашения дуги в воздушных автоматических выключателях
Современный автоматический выключатель (автомат) должен отвечать, прежде всего, двум требованиям: надежно защищать электроприемники в аварийных режимах от короткого замыкания и перегрузки, а также быть удобным и безопасным в эксплуатации на протяжении всего срока службы
Одними из основных критериев классификации автоматических выключателей являются:
конструкция, открытое воздушное (АСВ) или компактное в литом корпусе (МССВ) исполнения,
размещение в распределительном устройстве, стационарное или выкатное расположение,
принцип гашения дуги, с токоограничением и без токоограничения.
Компактное исполнение выключателей (автоматические выключатели в литом корпусе) подразумевает наличие изоляционного корпуса в котором заключены все компоненты выключателя, рисунок 2. Такие выключатели могут быть спроектированы до 3200А и номинальным током отключения до 35кА. Изоляционный корпус изготавливается из специальной термореактивной пластмассы, состав которой при воздействии дуги и открытого пламени не поддерживает горение.
Открытое исполнение выключателей (воздушные автоматические выключатели) как правило имеет металлический корпус, и размер много больше чем выключатели в литом корпусе. Эти выключатели могут применяться в сетях до 6300А и номинальным током отключения к.з. до 135кА. Воздушный автоматический выключатель.
Автоматические выключатели без токоограничения отключают переменный ток в момент его естественного прохождения через ноль. Размеры контактных поверхностей главных контактов выбираются по термической стойкости таким образом, чтобы иметь возможность пропустить весь установившийся ток КЗ. Все нижестоящие электроприемники и аппараты подбираются также в соответствии с этим условием. Принцип гашения дуги с токоограничением заключается в ограничении токов короткого замыкания благодаря достижению создателями выключателя малого собственного времени отключения и быстрому расхождению главных контактов. К моменту расхождения главных контактов ток короткого замыкания не достигает установившегося значения за первый полупериод, такой автомат отключает ток КЗ значительно меньший. Для получения токоограничения в современных автоматах используются устройства, реагирующие не на ток а на скорость его нарастания. Ограничение пикового значения токов КЗ значительно уменьшает стрессовое воздействие его на систему.
Сердцем автоматического выключателя является дугогасительная камера и система главных контактов, то есть там, где непосредственно идет разрыв и гашение дуги. Наиболее быстрое отключение токов короткого замыкания сегодня достигается в современных выключателях благодаря применению технологии «двойного разрыва». Система двойного разрыва главных контактов гарантирует мгновенное отключение токов короткого замыкания и существенно уменьшает износ главных контактов. Симметричная внутренняя структура контактов, использующих технологию двойного разрыва означает, что подвижный контакт будет изолирован от источника напряжения при изменении направления силового подключения. Система двойного разрыва главных контактов увеличивает срок эксплуатации автоматического выключателя, а электрический и механический ресурс циклов замыкания/размыкания контактов данного типа превышает требования стандарта IEC 60947-2.
Выбор автоматических выключателей производится исходя из номинального напряжения сети, номинального тока и коммутационной способности отключения токов короткого замыкания. Различают два основных параметра коммутационной способности всех моделей автоматических выключателей это —номинальный рабочий ток короткого замыкания Ics, отключающая способность по этому параметру определяется в испытательном цикле О-t-CO-t-CO и предельный (максимальный) ток короткого замыкания Icu, определяемый в испытательном цикле О-t-CO , где О — операция отключения, С- операция включения, СО — последовательный цикл включено-отключено, t - время простоя между циклами включения равный 3 минутам. Номинальный эксплуатационный ток короткого замыкания Ics определяет предельную нагрузку на выключатель. В стандарте нет четких преференций и условий какой из параметров и его значение являются доминирующими при проектировании сетей. Однако при проектировании и использовании выключателей для ответственных объектов и электроприемников первой и выше категорий (государственно важные и социально значимые объекты, предприятия с непрерывной технологией и т. д.) рекомендуется использовать значение номинального рабочего тока короткого замыкания Ics. Другим важным параметром является номинальный кратковременно выдерживаемый ток короткого замыкания Icw, который определяет способность автоматического выключателя пропускать ток короткого замыкания (устойчивость) за время, в течение которого нижестоящие коммутационные аппараты успевают локализовать место повреждения. Этот параметр крайне важен для обеспечения селективности в сети по условию отключения короткого замыкания. При проектировании также учитываются категория применения, условия окружающей среды в том числе средняя температура, специфику установки и монтажа.
Категория применения определяется в зависимости от конструкции выключателей в отношении их применения и требований к селективности. Различают категорию А для выключателей которые не подразумевают их использование в условиях выбора селективности, то есть применения принципа токоограничения, и категорию В для выключателей которые проектируются при требованиях селективности коммутационных аппаратов связанных между собой, в этом случае выключатели отвечают требованиям токоограничения.
Для выключателей категории В как раз важно значение номинального кратковременно выдерживаемого тока короткого замыкания Icw и Принципиальное значение при выборе и проектировании автоматических выключателей имеет место защитные характеристики, которые в общем делятся на четыре типа: L — защита от перегрузки, с уставками регулируемыми по току и времени для отключения аварий, уставка по времени имеет обратнозависимый характер и обеспечивает регулируемую задержку срабатывания автоматического выключателя при перегрузке. S — селективная токовая отсечка, с заданными временными характеристиками и возможностью обеспечить линейное изменение I2t характеристики автоматического выключателя I — мгновенная токовая отсечка, с уставками регулируемыми по току, G — защита от замыкания на землю, с уставками регулируемыми по току и обратнозависимыми или заданными временными характеристиками.
Характеристики: L — Регулируемая по току и времени защита от перегрузки, S — селективная токовая отсечка, I — мгновенная токовая отсечка.
Выключатели нагрузки. Назначение. Устройство. Способы гашения дуги
Выключатель нагрузки представляет собой трехполюсный коммутационный аппарат переменного тока для напряжения свыше 1 кВ, рассчитанный на отключение рабочего тока, и снабженный приводом для неавтоматического или автоматического управления.
Выключатели нагрузки не предназначены для отключения тока короткого замыкания, но их включающая способность соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях. В распределительных сетях 6-10 кВ, выключателями нагрузки часто называют выключатели с отключающей способностью меньше 20 кА.
Выключатели нагрузки применяют в присоединениях силовых трансформаторов на стороне высшего напряжения (6-10 кВ) вместо силовых выключателей, если это возможно по условиям работы электроустановки. Поскольку они не рассчитаны на отключение тока короткого замыкания, функции автоматического отключения трансформаторов в случае их повреждения возлагают на плавкие предохранители либо на выключатели, принадлежащие предшествующим звеньям системы, например на линейные выключатели, расположенные ближе к источнику энергии.
В распределительных сетях наиболее распространены конструкции выключателей нагрузки (ВНР, ВНА, ВНБ) с гасительными устройствами газогенерирующего типа.
В выключателях нагрузки для гашения дуги используются камеры с автогазовым, автопневматическим, электромагнитным, элегазовым дутьём и вакуумными элементами.
При автогазовом дутье гашение дуги осуществляется выделяющимися под действием температуры дуги из стенок камеры газа.
Выключатель нагрузки с автопневматическим дутьём является небольшим воздушным выключателем. Для гашения дуги у таких выключателей образование сжатого воздуха осуществляется за счёт энергии отключающей пружины. Принцип его действия аналогичен принципу поддува электромагнитного выключателя.
Когда используется в выключателях нагрузки элегазовое дутьё, то дугогасительная камера заполняется газом при давлении в две атмосферы. При отключениях дугу омывает поток газа, создаваемый поршневым устройством. Движение подвижного контакта поршневого устройства осуществляется энергией отключающей пружины. Серийно выпускаются выключатели нагрузки с элегазовым дутьём на напряжение до 35 - 110 кВ.
До настоящего времени в основном использовались выключатели нагрузки с автодутьём, например выключатели нагрузки типа ВН-16.
Выпускаются выключатели нагрузки с заземляющими ножами. Их тип ВНПЗ-16(17). Ножи заземления снабжаются валом, приваренными контактами в виде медных пластин, блокирующим устройством. Ножи могут заземлять только верхние или нижние контактные стойки выключателя, поэтому устанавливаются сверху или снизу выключателя.
Выключатели нагрузки с автогазовым дутьём при напряжении 10 кВ могут отключать токи 200 А 75 раз, а в случае тока 400 А - только 3 раза. Невысокая надёжность выключателей, малое число отключений номинального тока, ограниченная включающая способность и электродинамическая стойкость потребовали разработки новых видов выключателей нагрузки. Одним из них служит выключатель нагрузки электромагнитного типа. Он применяется при номинальных токах 630, 400 А и соответственно номинальных напряжениях 6, 10 кВ.
У таких выключателей повышенные токи отключения больше номинальных в 1,5 раза, а предельные сквозные токи составляют амплитудное значение 51 кА, действующее значение периодической составляющей 20 кА. Выключатель оборудован пружинным приводом с ручным заводом и дистанционным управлением.
Вакуумные выключатели нагрузки, имеющие малые габариты и вес, обладающие высокими эксплутационными возможностями, успешно применяются в качестве выключателей нагрузки. Так выключатель серии ВНВР-10/630 рассчитан на напряжение 10 кВ и номинальный ток 630 А.
Элегазовые выключатели нагрузки применяются на напряжение 110 кВ и выше. На напряжение 110 - 220 кВ они имеют гасительные камеры, в которых полем постоянных магнитов дуга приводится во вращение.
Приводы выключателей нагрузки
При ручном управлении выключателями в основном используются приводы ПР-17. Когда необходимо дистанционное отключение, то применяют привод ПРА-17, в случае дистанционного управления включением и отключением - электромагнитный привод ПЭ-11С. Наибольшее распространение получил привод для включения выключателей нагрузки ПРА-12.
Условия выбора низковольтных автоматических выключателей
Современный автоматический выключатель (АВ) — сложное многофункциональное электротехническое устройство.
Автоматические выключатели НН могут снабжаться следующими встроенными в них расцепителями:
электромагнитным или электронным расцепителем максимального тока мгновенного или замедленного действия с практически не зависимой оттока скоростью срабатывания; 2) электротермическим или электронным инерционным расцепителем максимального тока с зависимой от тока выдержкой времени; 3) расцепителем тока утечки;
4) расцепителем минимального напряжения; 5) расцепителем обратного тока или обратной мощности; 6) независимым расцепителем (для дистанционного отключения выключателя). Первые два типа устанавливают во всех полюсах, остальные расщепители — по одному на выключатель. Токи уставки, а также выдержки времени токовых расцепителем могут быть регулируемыми. В одном выключателе можно применять один или несколько типов токовых расцепителей и дополнительно к ним расцепитель минимального напряжения, независимый расцепитель и электромагнит включения.
По времени срабатывания электромагнитные и аналогичные им электронные расцепители имеют четыре разновидности: 1) расцепители, обеспечивающие срабатывание АВ за время, намного меньшее 0,01 с, и отключение тока КЗ раньше, чем он достигает своего ударного значения. Такие автоматические выключатели называют токоограничивающими
2) расцепители, обеспечивающие отключение тока КЗ при первом прохождении тока через нулевое значение (Iс = 0,01 с); 3) нерегулируемые расцепители, время срабатывания которых превышает 0,01 с;
4) расцепители с регулируемой выдержкой времени (0,1 + 0,7 с), позволяющие добиться замедленной работы относительно других щитков той же сети; их называют селективными.
Условия выбора и проверки автоматического выключателя
Соответствие номинального напряжения АВ номинальному напряжению сети UHOM с. 2. Соответствие номинального тока выключателя расчетному току защищаемой цепи. 3. Токовую отсечку АВ (уставку электромагнитного или аналогичного ему расцепителя) отстраивают от пиковых токов электроприемника по выражению Iсо > 1,05/с3/са/ср/пик = /сн/пик,
где Iсн = 1,05/с3/са/ср — коэффициент надежности отстройки; 1,05 -коэффициент, учитывающий, что в нормальном режиме напряжение может быть на 5 % выше номинального напряжения электроприемника: Iс3 — коэффициент запаса; Iса — коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в пиковом токе электроприемника; Iср — коэффициент, учитывающий возможный разброс тока срабатывания отсечки относительно уставки.
Пиковый ток зависит от вида электроприемника. Так, для защиты электродвигателя этот ток является пусковым.
4. Защиту от перегрузки должны иметь следующие сети внутри помещений: а) электрические сети, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или с горючей наружной изоляцией; б) осветительные сети, сети для стационарных электроплит, сети для бытовых и переносных электроприемников (утюгов, чайников, плиток, комнатных холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т.п.) в жилых зданиях, в общественных зданиях и сооружениях, в служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, а также в пожароопасных зонах; в) силовые сети в жилых зданиях, в общественных зданиях и сооружениях, на промышленных предприятиях — в случае, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы может возникать длительная перегрузка проводников (например, кабели питания двигателей транспортеров); г) сети специальных установок.
5. Выбор времени срабатывания отсечки. Автоматические выключатели могут иметь следующие защитные характеристики : зависимую от тока характеристику времени срабатывания (тепловой расцепитель):
не зависимую от тока характеристику времени срабатывания (электромагнитный расцепитель;
ограниченно зависимую от тока двухступенчатую характеристику времени срабатывания (комбинированный расцепитель) без выдержки времени или с выдержкой времени. Эти АВ называют селективными. Селективные АВ могут иметь и трехступенчатую защитную характеристику (кривая 5); зона мгновенного срабатывания предназначена для уменьшения длительности воздействия токов при близких КЗ.
Условия выбора высоковольтных выключателей
Высоковольтные выключатели – это коммутационные аппараты, предназначенные для включения, отключения электрических цепей в нормальных режимах и для автоматического отключения поврежденных элементов системы электроснабжения при КЗ и других аварийных режимах.
Высоковольтные выключатели имеют дугогасительные устройства и поэтому способны отключать не только токи нагрузки, но и токи КЗ.
По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают масляные, воздушные, элегазовые, электромагнитные, автогазовые, вакуумные выключатели. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима. Кроме того, по роду установки различают выключатели для внутренней, наружной установки и для комплектных РУ.
Высоковольтные выключатели должны предусматриваться на линиях, как правило, в начале, т. е. со стороны питания. Количество коммутационных аппаратов на различных присоединениях выбирается исходя из требований надежности и принципа построения систем релейной защиты и сетевой противоаварийной автоматики.
Высоковольтные выключатели выбирают в зависимости от места установки, способа обслуживания и назначения.
Параметры выключателя выбирают по техническим данным таким образом, чтобы технические характеристики выключателя были больше расчётных.
При проектировании подстанции высоковольтные выключатели выбираются в соответствии с их назначением по четырем условиям:
1Выбор по номинальному напряжению сводится к сравнению номинального напряжения установки и номинального напряжения установки выключателя:
2 Выбор по номинальному току сводится к выбору выключателя, у которого номинальный ток является ближайшим большим к расчётному току установки, т.е. должно быть соблюдено условие:
3 По отключающей способности выключатели выбираются по предельно отключающему току (Iпо), т.е. току, который выключатель надёжно разрывает при коротком замыкании без повреждений, препятствующих дальнейшей работе:
4Проверка на термическую стойкость. Для проверки на термическую стойкость при сквозных токах короткого замыкания определяют номинальный и расчётный тепловой импульс:
5Проверка на электродинамическую стойкость при сквозном коротком замыкании:
По расчетным условиям выбираем выключатель типа ВВЭ-10-20/630-У3:
В – выключатель;
В – вакуумный;
Э – встроенный электромагнитный привод;
10 – номинальное напряжение, 10кВ;
20 – предельный сквозной ток, кА;
630 – номинальный ток, А;
У3 – категория размещения.
Вакуумные выключатели имеют простую конструкцию, высокую надёжность, малые размеры, большую коммутационную износостойкость, полностью пожаро- и взрывобезопасны, экологически чисты, не создают шума при операциях, требуют малых эксплутационных расходов.
Недостатками вакуумных выключателей (ВВ) являются сравнительно небольшие токи и ток отключения, возможность появления коммутационных перенапряжений при отключении малых индуктивных токов.
Конструкция вакуумного выключателя позволилит достичь следующих преимуществ по сравнению с другими коммутационными аппаратами:
Высокий механический и коммутационный ресурс.
Малые габариты и вес.
Небольшое потребление энергии.
Возможность управления по цепям постоянного, выпрямленного и переменного оперативного тока.
Простота встраивания в различные типы КРУ и КСО и удобство организации необходимых блокировок.
Отсутствие необходимости ремонта в течение всего срока службы.
Доступная цена.
Высоковольтные вакуумные и элегазовые выключатели. Назначение Устройство. Способы гашения дуги.
Магнитные пускатели. Требования к пускателям и условия их работы
Дугогасительные системы высокочастотных контакторов
Они обеспечивают нулевую защиту, т.е. при исчезновении напряжения или его снижении до 50—60% от номинального катушка не удерживает магнитную систему пускателя, и силовые контакты размыкаются. При восстановлении напряжения токоприемник остается отключенным. Это исключает возможность аварий, связанных с самопроизвольным пуском электродвигателя или другой электроустановки.Пускатели с тепловыми реле осуществляют также защиту электроустановки от длительных перегрузок.
Магнитные пускатели предназначены, главным образом, для дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором, а именно:
- для пуска непосредственным подключением к сети и остановки (отключения) электродвигателя (нереверсивные пускатели),
- для пуска, остановки и реверса электродвигателя (реверсивные пускатели). Кроме этого, пускатели в исполнении с тепловым реле осуществляют также защиту управляемых электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности.
Магнитные пускатели открытого исполнения предназначены для установки на панелях, в закрытых шкафах и других местах, защищенных от попадания пыли и посторонних предметов.
Магнитные пускатели защищенного исполнения предназначены для для установки внутри помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли.
Магнитные пускатели пылебрызгонепроницаемого исполнения предназначены как для внутренних, так и для наружных установок в местах, защищенных от солнечных лучей и от дождя (под навесом).
Тепловые реле
Ряд магнитных пускателей комплектуется тепловыми реле, которые осуществляют тепловую защиту электродвигателя о перегрузок недопустимой продолжительности. Регулировка тока уставки реле - плавная и производится регулятором уставки путем поворота его отверткой. Здесь смотрите про устройство тепловых реле. В случае невозможности осуществления тепловой защиты в повторно-краковременном режиме работы следует применять магнитные пускатели без теплового реле. От коротких замыканий тепловые реле не защищают.
Учитывая требования к магнитному пускателю, как элементу схемы автоматического управления, на него часто возлагают ряд вспомогательных функций:
электрическое и механическое блокирование возможности одновременного включения контакторов в реверсивных схемах;
создания цепей для местного и дистанционного управления пускателем;
защита от нежелательных режимов работы;
контроль и сигнализация о состоянии силовых цепей цепей управления.
Электромагнитные реле (тока и напряжения, для энергосистем и электроприводов
Согласование тяговых и противодействующих характеристик.Электро-магнитные реле благодаря простоте конструкции и надежности широко распространены в схемах электропривода и в схемах защиты энергосистем. Электромагнитные реле приводятся в действие с помощью электромагнитов постоянного или переменного тока.
Реле тока мгновенного прямого действия (РТМ). Реле типа РТМ является реле максимального действия; по способу воздействия на управляемый объект – прямого действия; по способу включения – вторичное; по ходу якоря – соленоидного типа.
Реле мгновенного косвенного действия типов РТ-40 и РН-50. По роду физической величины реле разделяются на реле тока (РТ-40) и реле напряжения (РН-50); по способу воздействия на объект управления реле являются косвенными; по ходу якоря – поворотными. Реле применяются в цепях защиты электроустановок.
Коэффициент возврата максимальных реле не менее 0,8, а минимальных – не более 1,2.
Реле напряжения РН-53 и РН-54 выполняются конструктивно, как и реле РТ-40. Отличаются тем, что для предотвращения вибрации контактов катушки реле включены через однофазный мостовой выпрямитель. Протекание через обмотки тока одного направления снижает вибрацию контактов в режиме длительного включения. Реле РН-53 имеет коэффициент возврата kв ³ 0,8; для реле РН-54 – не выше 1,25. Кроме рассмотренных выпускаются реле напряжения постоянного тока РН-51 и реле напряжения переменного тока РН-58 с повышенным коэффициентом возврата – 0,95.
Контакторы. Назначение. Устройство.
Гашение дуги в контакторах переменного тока
Контактором называется электромагнитный аппарат дистанционного действия, предназначенный для частых включений и отключений под нагрузкой электрической силовой цепи.
Кроме включения и отключения, контактор осуществляет также нулевую защиту электродвигателей, т. е. отключает его при исчезновении напряжения в питающей сети, а при повторной подаче напряжения сам не включается.
В дистанционном управлении электродвигателями контактор находит самое широкое применение.
По принципу действия контактор представляет собой выключатель с контактами, управляемыми электромагнитом. Основными частями контактора являются: главные контакты, магнитная система, втягивающая катушка, дугогасительное устройство, блок- контакты.
онтакторы переменного тока Применяются для управления асинхронным электродвигателем с к.з. ротором, для выведения пусковых резисторов, включения трехфазных трансформаторов нагревательных устройств, тормозных электромагнитов и других электротехнических устройств.
Устройство контактора
Контакторы состоят из электромагнитной системы, силовых контактов и снабжения специальными дугогасительными приборами. Контакторы - назначение, применение состоят также из блок-контактов, которые используются для электроцепей управления и блока.
На рынке также представлены миниконтакторы в 4 и 5,5 кВт, есть и бытовые контакторы, к которым предлагается множество дополнительных аксессуаров, которые обеспечивают гибкость и полную адаптацию ко всех техническим условиям.
Основные характеристики
Среди основных характеристик контакторов, которыми в первую очередь руководствуются при выборе устройства, можно выделить следующие: Его номинальное напряжение питания катушки. Величина напряжения, а также величина напряжения тока коммутируемой нагрузки. Количество контактов. Бывают открытые, закрытые и переключающиеся. Наличие системы гашения электродуги. Материал изготовления контактов, а также время пролета.
По напряжению главной электрической цепи контакторы делят на группы с напряжением 220, 440В и 380, 660В. Отметим, что устройства могут иметь от 1 до 5 главных полюсов.
Принцип работы аппарата состоит в том, что на его катушку управления идет напряжение, якорь тянется к сердечнику и контакт замыкается или же размыкается, это зависит от исходного положения каждого контакта. При выключение происходит обратное этому действие. Дугогасительная система устройства гасит электрическую дугу, которая возникает при размыкании контактов. Отметим, что на контакторы есть возможность устанавливать дополнительные модули: приставки выдержки времени, тепловые реле, блокировку. Совмещая с вспомогательными устройствами можно получить совершенно другой, более функциональный аппарат.
Классификация электромагнитных контакторов
Общепромышленные контакторы классифицируются:
по роду тока главной цепи и цепи управления (включающей катушки) -постоянного, переменного, постоянного и переменного тока;
по числу главных полюсов - от 1 до 5;
по номинальному току главной цепи - от 1,5 до 4800 А;
по номинальному напряжению главной цепи: от 27 до 2000 В постоянного тока; от 110 до 1600 В переменного тока частотой 50, 60, 500, 1000, 2400, 8000, 10 000 Гц;
по номинальному напряжению включающей катушки: от 12 до 440 В постоянного тока, от 12 до 660 В переменного тока частотой 50 Гц, от 24 до 660 В переменного тока частотой 60 Гц;
по наличию вспомогательных контактов - с контактами, без контактов.
Контакторы также различаются по роду присоединения проводников главной цепи и цепи управления, способу монтажа, виду присоединения внешних проводников и т.п.
Указанные признаки находят отражение в типе контактора, который присвоен предприятием-изготовителем.
Нормальная работа контакторов допускается
при напряжении на зажимах главной цепи до 1,1 и цепи управления от 0,85 до 1,1 номинального напряжения соответствующих цепей;
при снижении напряжения переменного тока до 0,7 от номинального включающая катушка должна удерживать якорь электромагнита контактора в полностью притянутом положении и при снятии напряжения не удерживать его.
Контакторы должны выбираться по следующим основным техническим параметрам:
1) по назначению и области применения;
2) по категории применения;
3) по величине механической и коммутационной износостойкости;
4) по числу и исполнению главных и вспомогательных контактов;
5) по роду тока и величинам номинального напряжения и тока главной цепи;
6) по номинальному напряжению и потребляемой мощности включающих катушек;
7) по режиму работы;
8) по климатическому исполнению и категории размещения.
Дугогасительная система обеспечивает гашение электрической дуги, которая возникает при размыкании главных контактов. Способы гашения дуги и конструкции дугогасительных систем определяются родом тока главной цепи и режимом работы контактора.
Гашение дуги в контакторах разных типов осуществляется либо магнитным дутьем и охлаждением в узкой щели, либо деионными решетками. В контакторах постоянного тока применяется магнитное
дутье. В результате взаимодействия с магнитным полем специальной токовой катушки дуга выталкивается в щель, где охлаждается и быстро гаснет.
Собственное время срабатывания – 0,03-0,05 сек, время отпускания – 0,02 сек. Контакторы переменного тока изготовляются на номинальные токи главных контактов от 20 до 600 А с числом полюсов от одного до пяти. Допустимая частота включений в час для большинства контакторов переменного тока – до 600. Нагрузочная способность блок-контакторов такая же, как и для контакторов постоянного тока. Катушка контактора переменного тока при включении потребляет начальный ток в 8015 раз превышающий рабочий ток при втянутом якоре. Для уменьшения гудения и вибрации контактора переменного тока применяется медный к.з. виток, закладываемый в торцевую поверхность якоря.
Разъединители. Назначение. Устройство. Способы гашения дуги
Электрическая дуга. Общие сведения