Дослідження теплових реле та автоматичних вимикачів

Мета роботи — ознайомлення з призначенням, конструкцією та принципом дії біметалевих розчіплювачів теплових реле й автоматів і електромагнітних розчіплювачів автоматів, визначення їх часо-струмових характеристик.

Предмет дослідження — теплове реле ТРН-10 та автомати АЕ-2016 і А-63.

Теоретичні відомості

Струмове теплове реле призначене для захисту електродвигунів від тривалих перевантажень, що викликають їх небезпечне перегрівання. Теплове реле ( рис. 13) складається з біметалевої пластини 1, яка нагрівається струмом силового ланцюга або має комбіновану систему нагрівання: нагрівання струмом силового ланцюга та спеціальним нагрівальним елементом 2 (ніхромовий дріт). При нагріванні пластина вигинається, звільняє підойму 4, яка під дією пружини 5 розмикає контакти 6. Після охолодження (3–5 хвилин) вихідне положення реле відновлюється кнопкою повернення 3.

Рис.13. Теплове реле

Рис.14. Струмо-часова характе­ристика теплового реле

Струмо-часова характеристика теплового реле показує залежність часу спрацювання від струму реле.

Автоматичні повітряні вимикачі (автомати) призначені для автоматичного вимикання електричного ланцюга при перевантаженні, КЗ, надмірному зниженні напруги живлення, зміні напрямку потужності тощо, а також для нечастих вмикань і вимикань вручну номінальних струмів навантаження.

Найбільш широко використовуються автомати, що здійснюють комбінований захист – максимальний за струмом і мінімальний за напругою – універсальні автомати.

Автоматичні вимикачі мають реле прямої дії, що називають розчіплювачами, які забезпечують вимикання при перевантаженні, КЗ, зниженні напруги.

Рис.15. Захисна характеристика автомата

Максимальні розчі­плювачі електро­магніт­ного типу мають зворотно залежну від струму витримку часу при пере­вантаженні (ab) і неза­лежну витримку часу при струмах КЗ (cd). У максимальних розчі­плювачах уставка за струмом спрацювування регулюється за рахунок регулювання сили натягу протидіючої пружини або зміни числа витків обмотки.

Витримку часу на спрацювання здійснює годинниковий механізм. Біметалеві розчіплювачі забезпечують зворотно залежну характеристику при перевантаженні, але для захисту від КЗ вони не використовуються.

ЗАВДАННЯ

1. Ознайомитися з призначенням, конструкцією та принципом дії теплового реле ТРН-10 та автоматів АЕ-2016 і А-63, а також із схемою для дослідження, приладами й автоматами, що встановлені на робочому місці.

2. Визначити дослідним шляхом часо-струмові характеристики біметалевих розчіплювачів теплового реле та автомата АЕ-2016 при заданих положеннях регулювального поводка.

3. Визначити дослідним шляхом залежність часу спрацювання біметалевих розчіплювачів теплового реле або автомата АЕ-2016 від положення регулювального поводка при фіксованому значенні струму.

4.Визначити струм спрацювання автомата А-63 з електромагнітним розчіплювачем.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ

1. Ознайомитися зі схемою для дослідження теплового реле ТРН-10 та автоматів АЕ-2016 і А-63.

Вимикач SA1 подає живлення на стенд, SA2 — перемикач вибо­ру реле або автомата, SA3 — подає живлення на електросекундомір, SA4 — вмикає навантаження, SA5 — вмикає вентилятор. Величина струму в ланцюзі регулюється автотрансформатором і реєструється ампер­метром РА. Трансформатор струму ТА знижує напругу при одночасному збільшенні струму в ланцюзі навантаження R.

2. Для дослідження часо-струмових характеристик біметалевого розчіплювача теплового реле при заданих положеннях регулювального поводка необхідно регулювальний поводок розчіплювача встановити в середнє (нульове) положення. Ввімкнути вимикач SA1, натиснути кнопку повернення теплового реле, SA2—0, SA4 — 1, виставити автотрансформатором струм згідно з табл.1. Установити перемикачі в положення: SA1 — 0, SA3 — 1, SA2 — 2, SA1 — 1. Протягом приблизно 3 хвилин виміряти час спрацювання, після чого ввімкнути вентилятор. Установити перемикачі в положення SA4 — 0, SA2 — 0, виставити наступне значення струму і вимкнути SA4 — 0. Після охолодження розчіплювача протягом двох хвилин вимкнути вентилятор, натиснути кнопку повернення, SA1 — 0, секундомір установити в 0, SA4 — 1, SA2—1, SA1 — 1, підкоректувати значення струму та виміряти час спрацювання. Повторити дослід для інших значень струму. Результати занести до табл.1. Побудувати графік залежності t(I) для середнього положення регулювального поводка.

Табл.8

Струм, А	7	8	9
Час спрацьовування розчіплювача

3. Для дослідження часо-струмових характеристик біметалевого розчіплювача автомата АЕ-2016 при заданих положеннях регулювального поводка необхідно регулювальний поводок розчіплювача встановити в середнє (нульове) положення. Ввімкнути вимикач SA1, SA2 — 0, SA4 — 1, виставити автотрансформатором струм згідно з табл.2. Встановити перемикачі в положення SA4 — 0, SA2 — 3, SA3 — 1, SA4 — 1, увімкнути автомат. Протягом приблизно двох хвилин виміряти час спрацювання. Встановити перемикачі в положення SA4 — 0, SA2 — 0, SA4 — 1, виставити наступне значення струму і вимкнути SA4 — 0, секундомір установити в 0. Після охолодження розчіплювача протягом однієї - двох хвилин, повторити вимірювання часу спрацювання для інших значень струму. Результати занести до табл.2. Побудувати графік залежності t(I) для середнього положення регулювального поводка.

Табл.9

Струм, А	3	3.6	4
Час спрацювання розчіплювача

4. Для визначення струму спрацювання автомата А-63 необхідно встановити ЛАТР в "0", SA1 — 0, SA4 — 0, SA2 — 1, SA1— 1, увімкнути автомат А-63, SA4 — 1 і збільшувати струм до спрацювання автомата, виміряти струм спрацювання.

Рис. 16. Схема дослідження теплового реле ТРН-10 та автоматів АЕ-2016 і А-63

Лабораторна робота №6