7.7 Автоматические выключатели: классификация, принципиальная схема.

Классификация выключателей. Выключатели могут быть классифицированы по методу гашения дуги, виду изо­ляции токоведущих частей между собой и на землю, прин­ципам, заложенным в конструкцию дугогасительного уст­ройства.

В масляных выключателях дуга, образующаяся между контактами, горит в трансформаторном масле. Под дейст­вием энергии дуги масло разлагается и образующиеся га­зы и пары используются для ее гашения. В зависимости от способа изоляции токоведущих частей различают баковые выключатели и маломасляные. В первых токоведущие ча­сти изолируются между собой и от земли с помощью масла, находящегося в стальном баке, соединенном с землей. В ма­ломасляных выключателях изоляция токоведущих частей от земли и между собой производится с помощью твердых диэлектриков и масла.

В воздушном выключателе в качестве гасящей среды ис­пользуется сжатый воздух, находящийся в баке под дав­лением 1—5 МПа. При отключении сжатый воздух из бака подается в дугогасительное устройство. Дуга, образующая­ся в камере дугогасительного устройства (ДУ), обдувается интенсивным потоком воздуха, выходящим в атмосферу. Изоляция токоведущих частей между собой осуществляет­ся с помощью твердых диэлектриков и воздуха. В элегазовых выключателях гашение дуги осуществляется за счет охлаждения ее двигающимся с большой скоростью элегазом (шестифтористой серой SF₆), который используется и как изолирующая среда.

Электромагнитные выключатели по своему принципу аналогичны контакторам постоянного тока с лабиринтно-щелевой камерой . Гашение дуги происходит за счет увеличения сопротивления дуги вследствие ее ин­тенсивного удлинения и охлаждения.

В вакуумных выключателях контакты расходятся под вакуумом (давление равно 10⁴ Па). Возникающая при расхождении контактов дуга быстро гаснет благодаря ин­тенсивной диффузии зарядов в вакууме.

8.1 Тепловые реле: принцип действия, зависимость тока срабатывания от температуры окружающей среды.

Для защиты энергетического оборудования от токовых пере­грузок широко распространены тепловые реле с биметаллическим элементом. Биметаллический элемент состоит из двух пластин с различным коэффициентом линей­ного расширения а. В месте прилегания друг к. другу пла­стины жестко скреплены за счет проката в горячем состоя­нии, либо сваркой. Если такой элемент закрепить неподвиж­но и нагреть, то произойдет его изгиб, на этом эффекте построены переключения в тепловом реле.

Для получения большего прогиба необходим элемент большой длины и малой толщины. В то же время при необ­ходимости получения большого усилия целесообразно иметь широкий элемент с малой длиной и большой толщиной. Нагрев биметаллического элемента может производить­ся за счет тепла, выделяемого током нагрузки в самой пла­стине или в специальном нагревателе. Лучшие характе­ристики получаются при комбинированном нагреве, когда пластина нагревается и за счет проходящего через нее то­ка, и за счет тепла, выделяемого специальным нагревате­лем, обтекаемым тем же током нагрузки.

Основной характеристикой теплового реле является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки (времятоковая характеристика). До начала перегрузки через металлическую пластину протекает ток I₀, который нагревает ее до температуры Q.

Для быстродействующей защиты объекта и реле целе­сообразно биметаллический элемент объединять с элект­ромагнитным, имеющим большой ток срабатывания при малом времени срабатывания.

Номинальный ток реле выбирается равным номиналь­ному току защищаемого объекта. Срабатывание реле про­исходит при (1,2-г-1,3) Iном. Время срабатывания 20 мин.

Температура биметаллического элемента зависит от тем­пературы окружающей среды, с ростом которой ток сра­батывания реле уменьшается..

При температуре окружающей среды в, сильно отли­чающейся от номинальной, необходимы либо дополнитель­ная (плавная) регулировка реле, либо подбор нагреватель­ного элемента с учетом этой температуры. Для того чтобы температура окружающей среды меньше влияла на ток срабатывания, значение Q_Ср необходимо выбирать возможно большим.