2.5. Автоматические выключатели

Автоматические выключатели предназначены для коммутации силовых цепей электроустановок, осуществляя одновременно автоматическую защиту их от перегрузок, коротких замыканий и недопустимых снижений напряжения.

Основными элементами автоматического выключателя (рис.2.5, а) являются: неподвижные 1 и подвижные 2 контакты, тепловой 9 и электромагнитный расцепители, дугогасительная камера 3, рычажный механизм с защёлкой 6, 7, 8 и корпус 10. Рычажок служит для ручного включения и отключения выключателя.

Рис. 2.5. Автоматический выключатель: а –устройство, б – графическое изображение и буквенное обозначение автоматического трёхполюсного выключателя

При перемещении рычажка 4 вверх механизм замыкает контакты и удерживается защёлкой в этом положении. Если протекающий ток длительно превышает установленное значение, биметаллическая пластина теплового расцепителя, отгибаясь, нажимает на защёлку и она освобождает механизм. Последний под действием пружины возвращается в исходное положение и размыкает контакты.

Если ток в защищаемой цепи значительно превысил допустимое значение (например, при коротком замыкании ), её следует немедленно отключить. Тепловой расцепитель из-за инерционности мгновенно сработать не может, зато практически мгновенно срабатывает электромагнитный расцепитель, который воздействует на защёпку аналогично тепловому расцепителю, что приводит к размыканию контактов.

Важным параметром автоматического выключателя служит время-токовая характеристика – зависимость времиени срабатывания выключателя от кратности тока по сравнению с номинальным. Её левая ветвь характеризует время срабатывания теплового расцепителя, а правая – электромагнитного расцепителя. Кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя 3-5 имеют выключатели типа В, кратность 5-10 – типа С и кратность 10-50 – типа D.

Аналогично работает расцепитель минимального напряжения.

Основные параметры автоматических выключателей: род тока, номинальные значения напряжения и тока, число полюсов, типы расцепителей, предельный ток отключения и тип время-токовой характеристики.

2.6. Реле управления

Реле – это такое устройство, в котором выходная величина изменяется скачкообразно в момент, когда входная величина, изменяясь до этого плавно, достигнет уровня срабатывания.

В зависимости от характера сигнала, поступающего на измерительный орган, реле подразделяется на ряд видов. Токовые реле реагируют на величины тока, протекающего по их обмотке. Реле напряжения срабатывает, когда напряжение на его обмотке окажется выше (реле максимального напряжения) или ниже (реле минимального напряжения) заданного. Реле мощности реагирует на величину мощности, которая фиксируется его измерительным органом. Широко распространены реле времени, в которых имеется возможность регулирования в больших пределах выдержки времени от момента подачи сигнала на вход до момента изменения состояния контактов.

Основным рабочим элементом электромагнитного реле является электромагнит, состоящий из U – образной скобы 1 и сердечника 2 с намагничивающей катушкой 3 (рис.2.6, а). Когда ток, протекающий по катушке, достигнет величины срабатывания, к сердечнику притягивается якорь 9, к которому прикреплена пластмассовая траверса 7. Последняя воздействует на подвижные контакты 5, замыкая их с неподвижными 8.

При отключении реле из рабочего состояния ток в обмотке спадает, и когда усилие противодействующей пружины 6 становится больше электромагнитного усилия, создаваемого катушкой, происходит отпускание якоря и размыкание контактов. Все детали реле укреплены в пластмассовом основании 4.

У многих реле, изменяя предварительный натяг противодействующей пружины, можно производить настройку на определённую величину параметра срабатывания.

У реле напряжения катушка имеет большое сопротивление и рассчитана на малый ток (обычно миллиамперы). Она включается на контролируемое напряжение. У токового реле , наоборот, катушка имеет малое сопротивление и рассчитана на большой ток (обычно амперы – десятки ампер). У них катушка включается последовательно в цепь контролируемого тока.

Графическое изображение (рис.2.6, б) всех реле одинаково и включает в себя изображение катушки КА.1 реле и его замыкающих КА.2 и размыкающих КА.3 контактов. Буквенное обозначение: реле токовое – КА, реле напряжения – КV, реле времени – КТ и т.д.

б)

КА1.3

КА1.2

б)

КА1.3

КА1.2

КА1.1

6

6

6

12

а)

б)

КА.1

КА.2

КА.3

Рис. 2.6. Электромагнитное реле: а - механизм реле; б - условные графические изображения и буквенные обозначения элементов реле тока с одним замыкающим и одним размыкающим контактами

В отличие от электромагнитного реле воспринимающим элементом теплового реле служит биметаллическая пластина КК.1 (рис.2.7), нагреваемая током силовой цепи. Механическое усилие, развиваемое пластиной при изгибании, используется для размыкания контакта реле КК.2, включённого в цепь управления защищаемого объекта.

Рис. 2.7. Условное графическое изображение и буквенное обозначение теплового реле: а – с самовозвратом контакта; б – с возвратом контакта кнопкой

Основными параметрами реле являются: параметр срабатывания (ток, напряжение, время, мощность и т.д.), параметр отпускания, время срабатывания, мощность управления, род рабочего тока, число замыкающих и размыкающих контактов.