Реферат тему воздушные выключатели
1. Воздушные выключатели
В воздушных выключателях дуга гасится при помощи дутья сжатым воздухом (при давлении 2-4 МПа и выше), поступающим из резервуара, чаще всего составляющего одно целое с основанием.
ДУ воздушных выключателей выполняют с одним или несколькими разрывами в фазе и с продольным или поперечным воздушным дутьем.
Дугогасительное устройство с одним разрывом может быть использовано для отключения значительного тока только при относительно небольшом напряжении. Выключатели напряжением 220 кВ и выше должны иметь несколько разрывов, включенных последовательно. Так, например, при давлении воздуха 4 МПа и напряжении 110 кВ выключатель с одним разрывом способен отключить ток около 40 кА. Выключатель 220 кВ должен иметь два разрыва, а выключатель 500 кВ — четыре разрыва.
Воздушные выключатели с номинальным напряжением от 110 до 1150 кВ проектируют сериями и собирают из унифицированных частей, из которых важнейшим является дугогасительный модуль с двумя разрывами, рассчитанный на некоторое условное напряжение порядка 110-250 кВ в зависимости от давления воздуха. Число модулей, включенных последовательно, выбирают в соответствии с номинальным напряжением.
Необходимым условием удовлетворительной работы выключателей с многократным разрывом является равномерное распределение восстанавливающего напряжения между разрывами. Для обеспечения равномерного распределения напряжения между разрывами при любой частоте восстанавливающего напряжения, целесообразно применение емкостных делителей напряжения (рис.1.а). Эти выключатели обычно снабжают также шунтирующими резисторами, включенными параллельно каждому разрыву (рис.1.б). При этом в каждом разрыве необходимы небольшие гасительные устройства (обозначены 1,2,3,4) для отключения сопровождающего тока.
Рис. 1. Схема включения конденсаторов и шунтирующих резисторов у воздушного выключателя.
Делись добром 😉
- 1. Воздушные выключатели
- 2. Серии воздушных выключателей
- 2.1 Выключатель серии ВВБ для номинальных напряжений от 110 до 750кВ
- 2.2 Выключатель серии ВНВ
- 2.3 Выключатели серии ВВШ
- 3 Неполадки в работе
- 4. Осмотры воздушных выключателей
- 5. Обслуживание выключателей в процессе эксплуатации
- Заключение
Похожие главы из других работ:
1. Воздушные выключатели
В воздушных выключателях дуга гасится при помощи дутья сжатым воздухом (при давлении 2-4 МПа и выше), поступающим из резервуара, чаще всего составляющего одно целое с основанием.
2.3 Выключатели, 10, 110 кВ
Выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока при любых режимах работы. Выключатели различаются конструктивно в соответствии со способом гашения и изоляцией токоведущих частей.
4. Воздушные потоки и течения в Охинском районе
Большое влияние на климат оказывают огромные водные пространства, окружающие острова, холодное Охотское течение, идущее вдоль восточного побережья Сахалина, и тёплое — Цусимское, достигающее юго-западного берега острова.
7.1 Выключатели
Выключатели выбираются по следующим условиям: 1. по напряжению установки: UномUуст; 2. по номинальному току: IномIраб; 3. по конструктивному исполнению; Выбранные выключатели проверяются: 1.
8.1 Выключатели 10 кВ
Выключатели выбираем по номинальному току, номинальному напряжению, типу, роду установки и проверяем по электродинамической, термической стойкости и отключающей способности в режиме КЗ. Количество теплоты (тепловой импульс).
1.1.1 Воздушные линии электропередачи
Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов).
2.1.4 Воздушные и кабельные линии
Сопротивление линий, приведённое к ступени базисного напряжения: ; ;.
1.1 Вакуумные выключатели
3.1 Автоматические выключатели
Достоинство автоматических выключателей (автоматов, выключателей) в том, что в них совмещены устройство защиты и коммутационный аппарат.
1.6 Солнечные воздушные коллекторы
Солнечные воздушные коллекторы — это приборы, работающие на энергии Солнца и нагревающие воздух. Солнечные воздушные коллекторы представляют собой чаще всего простые плоские коллекторы и используются в основном для отопления помещений.
5. КАБЕЛЬНЫЕ И ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ , СПОСОБЫ ИХ ПРОКЛАДКИ
На Светлинской ГЭС применяется большое количество кабельной продукции для силовых электроустановок, вторичных цепей для контроля измерений, защит и автоматики, кабелей освещения и телефонных линий.
3.4.1 Выключатели
РУ-110 кВ Вводы ТП, перемычки: Выбираем выключатели ВЭБ -110 — 40/2000 УХЛ1. Условия выбора: 1) кВ; 110=110 — условие выполняется. 2) 2000>512 — условие выполняется.
5. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
Автоматический выключатель-это электрический аппарат, предназначенный для отключения электроустановок при протекании аварийных токов и для нечастых коммутаций рабочих токов.
5.5 Элегазовые выключатели
Элегаз (SF6 — шестифтористая сера) представляет собой инертный газ, плотность которого превышает плотность воздуха в 5 раз. Электрическая прочность элегаза в 2 — 3 раза выше прочности воздуха; при давлении 0.
5.6 Вакуумные выключатели
Электрическая прочность вакуума значительно выше прочности других сред, применяемых в выключателях. Объясняется это увеличением длины среднего свободного пробега электронов, атомов, ионов и молекул по мере уменьшения давления.
Ответы на ГОС экзамен 4 курс КГЭУ — файл 21.возд.в-ль.doc
Доступные файлы (30):
| 10.контроллеры.doc | 33kb. | 21.03.2009 11:18 |  скачать |
| 11.датчики.doc | 226kb. | 21.03.2009 11:19 | скачать |
| 12.контакторы.doc | 42kb. | 21.03.2009 11:19 | скачать |
| 13.пускатели.doc | 25kb. | 21.03.2009 11:19 | скачать |
| 14.виды щелей.doc | 33kb. | 21.03.2009 11:19 | скачать |
| 15.гашение дуги.doc | 48kb. | 21.03.2009 11:20 | скачать |
| 16.предохранитель.doc | 82kb. | 21.03.2009 11:20 | скачать |
| 17.автомат.doc | 42kb. | 21.03.2009 11:20 | скачать |
| 18.ВВ выкл-ль.doc | 46kb. | 21.03.2009 11:21 | скачать |
| 19.масл.в-ль.doc | 329kb. | 21.03.2009 11:21 | скачать |
| 1.т.процессы,т.стойкость.doc | 292kb. | 21.03.2009 11:16 | скачать |
| 20.вакуумн.в-ль.doc | 23kb. | 21.03.2009 11:21 | скачать |
| 21.возд.в-ль.doc | 28kb. | 21.03.2009 11:21 | скачать |
| 22.элегаз.в-ль.doc | 23kb. | 21.03.2009 11:22 | скачать |
| 23.в-ль нагрузки.doc | 21kb. | 21.03.2009 11:22 | скачать |
| 24.разъединитель.doc | 32kb. | 21.03.2009 11:22 | скачать |
| 25.отделитель,кз-ль.doc | 25kb. | 21.03.2009 11:22 | скачать |
| 26.реакторы.doc | 26kb. | 21.03.2009 11:23 | скачать |
| 27.тр-р тока.doc | 26kb. | 21.03.2009 11:23 | скачать |
| 28.разрядники.doc | 53kb. | 21.03.2009 11:23 | скачать |
| 29.УЗО.doc | 53kb. | 21.03.2009 11:23 | скачать |
| 2.конт.явления.doc | 49kb. | 21.03.2009 11:16 | скачать |
| 3.эл.дин.стойкость.doc | 169kb. | 21.03.2009 11:16 | скачать |
| 4.эл.мех.реле.doc | 26kb. | 21.03.2009 11:16 | скачать |
| 5.реле времени,т.реле.doc | 24kb. | 21.03.2009 11:17 | скачать |
| 6.реле тока и напр..doc | 25kb. | 21.03.2009 11:17 | скачать |
| 7.газ.реле.doc | 44kb. | 21.03.2009 11:17 | скачать |
| 8.промеж.реле.doc | 23kb. | 21.03.2009 11:18 | скачать |
| 9.герконы.doc | 21kb. | 21.03.2009 11:18 | скачать |
| Вопросы на государственный экзамен для бакалавров.doc | 25kb. | 09.06.2009 01:35 | скачать |
21.возд.в-ль.doc
21. Конструкция и принцип действия воздушных выключателей. Достоинства и недостатки. Условия выбора. Сравнение с другими высоковольтными выключателями.
Воздушные выключатели
обладают высокими техническими характеристиками. Недостаточно высокая эл. прочность воздуха не позволяет получать модули с напряжением 350-500 кВ, что и приводит в последнее время к интенсивному развитию выключателей с использованием другой дугогасящей среды-элегаза.
По назначению:
1. Сетевые выключатели на напряжение 6кВ и выше, применяемыев электрических сетях и предназначенные для пропуска и коммутации тока в нормальных условиях работы цепи и в условиях КЗ.
2. Генераторные выключатели на напряжение 6-24 кВ, предназначенные для пропуска и коммутации токов в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при КЗ.
3. Выключатели для электротермических установок с напряжениями 6-220 кВ, предназначенные для работы как в нормальных, так и в аварийных режимах
4. Выключатели специального назначения.
По виду установки:
1. Опорные (основная изоляция относительно земли опорного типа)
2. Подвесные (подвешиваются к портальным конструкциям на ОРУ)
3. Выкатные (имеют приспособления для выкатки из РУ)
4. Встраиваемые в КРУ
Высокая отключающая способность, пожаробезопасность, высокое быстродействие, способность коммутации токов КЗ с большим % апериодической составляющей (вплоть до коммутации цепей постоянного тока)
Наличие дорогостоящего постоянно действующего компрессорного оборудования, высокая чувствительность к скорости восстанавливающегося напряжения при неудаленном КЗ, возможность «среза» тока при отключении малых индуктивных токов (отключение ненагруженных силовых трасформаторов).
Принцип действия:
Сжатый воздух является эффективной средой, обеспечивающей надежное гашение эл.дуги. Это достигается интенсивным воздействием с максимально возможными скоростями потока воздуха на дуговой канал. В дугогасительных устройствах возд.выкл. гашение эл.дуги происходит в дутьевых каналах (соплах), которые конструктивно в совокупности с оконечной частью контактов дугогасителя образуют дутьвую систему. Столб дуги, образовавшейся на размыкающихся контактах, под действием воздушного потока растягивается и быстро перемещается в сопла, где происходит ее гашение.
^ В зависимости от формы и взаимного расположения контактов и сопел гашение дуги в таких устройствах может происходить при:
-одностороннем дутье — через металлическое сопло
-одностороннем дутье через изоляционное сопло
-двустороннем симметричном дутье через соплообразные полые контакты
-двустороннем ассиметричном дутье через сопрообразные полые контакты (наилучшие!)
состоит из дугогасительных камеры, заполненной сжатым воздухом.
выключатель установлен на раме, к которой крепится шкаф управления и опорный изолятор с двумя металлическими дугогасительными камерами, разъединенными промежуточным опорным изолятором. Внутри дугогасительной камеры-2 главных и 2 вспомогательных контакта. Каждый из главных контактов зашунтирован резистором сопротивлением 100 Ом, служащим для облегчения гашений дуги в главных контактах, выравнивания напряжения между разрывами в процессе отключения и снижения скорости восстановления напряжения. Вспомогательные контакты отключают ток сопровождения, протекающий через шунтирующие резисторы.
Воздушные автоматические выключатели
Он используется для предупреждения коротких замыканий и перегрузок на электрических установках, а также в управлении электрическими цепями. Некоторые агрегаты оснащаются дополнительной функцией защиты от критического падения напряжения и других ситуаций.
К устройствам подобного вида предъявляются определенные требования, среди них обеспечение безопасного продолжительного использования и надежная защита от перегрузок и замыканий в сети. Качество исполнения прибора имеет особую роль, так как эксплуатация воздушных выключателей может происходить в различных температурных и влажностных условиях, при наличии вибронагрузок и частого переключения. Электроприемники находятся под электродинамическим и тепловым воздействием от выключателей, благодаря этому минимизируются технологические потери и увеличивается срок эксплуатации.
Автоматические воздушные выключатели одновременно управляют сетью и защищают ее. Они классифицируются на несколько видов по времени реагирования, которое отводится на размыкание контактов с момента сигнала:
— быстродействующие (имеют токоограничивающую функцию).
Масляные устройства
Такие изделия выполняются в виде резервуара прямоугольной, овальной или круглой формы. Масляные воздушные выключатели были изобретены в конце прошлого столетия и выступали в качестве выключателя в цепях, характеризующихся высоким напряжением. Через их крышку пропускаются изоляторы с неподвижными контактами, фиксируемые на обоих концах. При помощи изоляционной тяги приводное устройство соединяется с подвижным контактом, который, в свою очередь, находится между двумя однополюсными неподвижными контактами. Они полностью покрыты трансформаторным маслом, которое заполняет резервуар до определенного уровня. Воздушная подушка занимает пространство между крышкой и масляной поверхностью.
Крепление
Конструкция аппарата заключается в диэлектрическом корпусе. Автоматические воздушные выключатели, используемые для небольшого напряжения, фиксируются на установочном месте при помощи DIN-рейки. К винтовым элементам подключается проводка, а при помощи рычага производится отключение и включение прибора. Корпус держится на рейке за счет специальной защелки — так устройство можно быстро снять, предварительно отодвинув ее. Неподвижный и подвижный контакты необходимы для процесса коммутации цепи. В подвижном элементе используется пружина для обеспечения возможности разъединения контактов. Данное действие может выполняться магнитным или тепловым расщепителем.
Тепловой расщепитель
Биметаллическая пластина, из которой состоит расщепитель теплового вида, нагревается протекающим напряжением. Механизм расщепления происходит после изгибания пластины, вызванного прохождением тока с напряжением, выше установленного значения. Свойства тока напрямую влияют на период реагирования, который может находиться в пределах часа. Элемент срабатывает на напряжение, установленное в ходе производства. Воздушный выключатель ВНВ может использоваться сразу после того, как пластина достигнет нормальной температуры, что нехарактерно для поплавкового предохранителя.
Магнитный расщепитель
Механизм действия магнитного устройства приводится в действие подвижным сердечником. Расщепитель данного вида является соленоидом, через обмотку которого проходит ток, идущий через выключатель, при превышении номинального значения сердечник начинает втягиваться. Магнитный вид обладает свойством моментального срабатывания, чем не может похвастаться тепловой, но реакция происходит только в случае существенного превышения установленного порога. Используется несколько разновидностей, которые обладают различной степенью чувствительности. В процессе расщепления возникает вероятность появления электрической дуги. Для предотвращения этого рядом с контактами размещается дугогасительная решетка, а сами элементы выполняются в особой форме.
Воздушный выключатель может иметь различные характеристики и особенности, по которым производится разделение на определенные типы:
-с возможностью токоограничения и без нее;
-полюсность прибора зависит от количества имеющихся полюсов;
-с нулевым, независимым или максимальным расщепителем напряжения;
-без контактов и с имеющимися свободными контактами для вторичных сетей;
-свойства выдержки периода расщепителя тока могут быть различными: так, устройства могут иметь выдержку, имеющую обратную зависимость от напряжения, независимую от напряжения либо она может отсутствовать; также возможен вариант, соединяющий в себе все свойства;
-воздушные выключатели, устройство которых имеет универсальное, сочетанное (нижние зажимы с задним подсоединением, а верхние с передним) и переднее подсоединение;
-с пружинным приводом, двигательным или ручным.
Дугогашение
Конструкция может иметь от одного до четырех полюсов, при этом в любом варианте присутствуют вспомогательные контакты, расщепитель, устройство для расщепления, система гашения электрической дуги и основная система контактов. Она может быть одноступенчатой (в случае применения металлокерамических элементов), двухступенчатой (дугогасительные и основные контакты) и трехступенчатой (помимо дугогасительных и основных, добавляются промежуточные контакты). Система для гашения дуги может выполняться со специальными дугогасительными решетками в камерах или иметь камеры с небольшими просветами. Для эксплуатации при высоком напряжении используются комбинированные виды, объединяющие в себе два варианта гашения дуги.
Особенности
Любой воздушный выключатель ВВБ имеет установленное предельное значение напряжения короткого замыкания, при наличии тока выше имеющегося параметра присутствует вероятность сваривания или подгорания контактов, и как следствие, поломки устройства. Оно может выполняться в выдвижном или стационарном варианте, и иметь привод двигательного либо ручного вида. Привод может обладать пневматическим, дистанционным, электромагнитным и другим действием и предназначается для отключения и включения устройства. В качестве расщепителя выступает реле с прямым механизмом действия. Термобиметаллические или электромагнитные детали в этом случае обеспечивают отключение, если первичная сеть характеризуется отсутствием тока, а также при перегрузке и коротком замыкании. В конструкцию расщепления входят отключающие пружины, коромысла, защелки и рычаги. Помимо отключения выключателя он используется для предотвращения возможности включения на замыкание
Выдержка
Процесс отключения может характеризоваться наличием выдержки или ее отсутствием. Разновидность выключателя, в частности скорость его реагирования, зависит от временного интервала, в течение которого происходит превышение существующего значения и расхождение контактов. Так, приобрели распространение быстродействующие, селективные и стандартные выключатели. У двух последних вариантов отсутствует возможность токоограничения. В селективных устройствах защита сетей производится при помощи установленных выключателей, имеющих различную скорость срабатывания: минимальное значение имеет потребитель, постепенно к источнику питания данный параметр увеличивается.
Выключатель и предохранитель
Перегрузки в сети способны привести к возгоранию или как минимум к порче установленного электрооборудования. Для предотвращения таких ситуаций используется воздушный выключатель для STP 100 и предохранитель, механизм действия которых заключается в прерывании тока, но при этом каждый из них имеет свои особенности. Основная часть предохранителя представлена металлическим элементом, расплавляемым при чрезмерном нагреве. Воздушный выключатель использует специальный механизм, который срабатывает на критическое напряжение, также устройство после реагирования достаточно привести в действие, в то время как предохранители зачастую приходится заменять на новые, но их главным преимуществом является быстрая скорость срабатывания.
Также стоит отметить, что в зависимости от условий эксплуатации каждый из вариантов является более предпочтительным. Предохранители реализуются во всех магазинах сопутствующих товаров и отличаются невысокой стоимостью. Быстрое реагирование на превышение напряжения позволяет обеспечить надежную защиту для устройств, отличающихся высокой чувствительностью. Помимо возможности сброса, воздушный выключатель 110 кВ обладает множеством других положительных сторон. К примеру, можно сразу определить среагировавшее устройство и быстро привести его в работу.
Отрицательные стороны
Главным недостатком является дорогостоящий монтаж и последующий ремонт воздушных выключателей. Также они отличаются меньшей скоростью срабатывания на превышение номинального тока, из-за этого есть вероятность повреждения электронных устройств. Помимо этого, они отличаются чувствительностью к механическим воздействиям и вибрациям. С учетом того, что воздушный выключатель и предохранитель предназначаются для различных функций, они не могут заменять друг друга. Для того чтобы определиться с тем, какое устройство необходимо, стоит обратиться к профессионалам, они помогут подобрать оптимальный вариант для имеющейся электрической сети.
Дополнительная защита
Для предотвращения повреждения устройств, вызванного скачками напряжения, используется сетевая защита от пиков напряжения. Возможно два варианта монтажа таких аппаратов: на специальную рейку в электрическом шкафу при использовании для группы энергопотребителей или локально у определенного прибора. Такие приспособления позволяют производить фильтрацию аварийных скачков напряжения во внешней сети и блокировать высокомощные потоки. Несмотря на то что до энергопотребителей пики напряжения не доходят, течение тока остается на прежнем уровне. Новейшие электронные схемы обеспечивают продолжительный период работы и быструю скорость срабатывания. Защита сети за счет электронных процессоров реагирует на превышение параметров в тысячные доли секунды.
Эффективность
— Сегодня различные типы воздушных выключателей стали более совершенными и функциональными, это было достигнуто внесением следующих дополнений:
В генераторных устройствах используется принудительная схема охлаждения.
— Качественные материалы и тщательное выполнение конструктивных элементов обеспечили большую надежность и длительный срок использования до возникновения необходимости в ремонте.
— Коммутационные перенапряжения приобрели ограничение, наличие которого играет особую роль для устройств высокого напряжения.
— Модульная схема размещения серий обеспечивает возможность создавать из идентичных модулей нескольких серий, характеризующихся широким диапазоном напряжения, производить испытания и реализовать устройства, которые отличаются простым изготовлением, установкой и последующей эксплуатацией.
— Использование схем управления с быстрым реагированием и минимальным временным разбросом. Их главной задачей является обеспечение срабатывания устройств на существенное превышение напряжения и отключения в течение полупериода. Также за счет них функционируют приборы с синхронным включением и отключением.
— Элементы для гашения дуги помещаются в сжатый воздух. Так достигаются высокие пропускные характеристики по номинальному напряжению, надежность изоляции промежутков между контактами, быстрое реагирование и коммутационные свойства. Чаще всего давление воздуха находится в пределах 6-8 МПа.
Автоматические выключатели
Главная > Реферат >Физика
по дисциплине «Электрооборудование»
на тему «Автоматические выключатели»
1. Автоматические выключатели
2. Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями
3. Автоматические выключатели с комбинированным расцепителем
4. Выбор автоматических выключателей
В настоящее время для защиты сетей и электрических приемников от повреждений, вызываемых током, превышающим допустимую величину, все шире применяются автоматические выключатели. Они служат для проведения, включения и автоматического размыкания электрических цепей при аномальных явлениях, (например при токах перегрузки, КЗ, недопустимых снижения напряжения), а также для нечастого включения цепей вручную. Выключатели выпускаются с тепловыми, электромагнитными и комбинированными (тепловыми и электромагнитными) расцепителями с различным числом полюсов — одним, двумя и тремя. В однофазных цепях применяют одно- и двухполюсные, а в трехфазных — трехполюсные.
1. Автоматические выключатели
Автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями применяются для защиты сети и электрического приемника от повреждений, вызываемых током короткого замыкания, действующим даже кратковременно. Принципиальная схема такого выключателя изображена на рис 1,а.
Контакт главной цепи замыкается нажатием на кнопку или поворотом рукоятки. При этом преодолевается усилие размыкающей пружины и контакт удерживается в замкнутом положении защелкой 3. Как только ток в защищаемой цепи превысит определенную величину, сердечник 6 втянется в катушку 5 и через рычаг 4 освободит защелку 5. Под действием пружины 1 контакт 2 разомкнётся. На схеме изображен один контакт главной цепи, а практически их может быть два или три, столько же может быть и катушек 5 с сердечниками 6. Всё сердечники при втягивании действуют на одну и ту же защелку 3. Увеличение тока в любом проводе (катушке) до величины, превышающей величину установки тока срабатывания, влечет за собой размыкание всех главных контактов.
Электромагнит с механизмом отключения называется электромагнитным расцепителем. Время отключения автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями незначительное (доли секунды), поэтому они относятся к аппаратам максимальной защиты мгновенного действия.
Преимущество автоматических выключателей перед плавкими предохранителями состоит в том, что они обладают многократностью действия. После срабатывания плавкого предохранителя требуется замена плавкой вставки. Автоматический же выключатель после устранения причины срабатывания можно подготовить для повторной работы нажатием на кнопку или поворотом рукоятки.
Автоматические выключатели применяются не только для отключения приемников при токах короткого замыкания, но и для нечастых включений и отключений их вручную при нормальной работе. Возникающая при размыкании цепи электрическая дуга гасится в воздухе или масле. В зависимости от этого автоматические выключатели называются воздушными или масляными. В цепях с напряжением до 500 В применяются в основном воздушные выключатели.
2. Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями
Металлы имеют разные коэффициенты линейного расширения и поэтому при нагревании удлиняются неодинаково. Если две металлические пластины с различными коэффициентами расширения наложить одну на другую и прочно соединить вместе, получится биметаллическая пластина. При нагревании она деформируется выпуклостью в сторону активного слоя металла. Активным называется слой металла, обладающий большим коэффициентом расширения. Другой слой называют пассивным. Активный слой делают из стали, а пассивный — из инвара (сплав, состоящий из 64 % железа и 36% никеля). Коэффициент линейного расширения инвара в 12 раз меньше стали.
Если один конец биметаллической пластины закрепить, то другой при нагревании будет изгибаться в сторону пассивного слоя. Это свойство пластины используется для освобождения защелки автоматического выключателя. Степень деформации пластины зависит от температуры ее нагрева.
Применяются два способа нагревания пластины: непосредственный и косвенный. При первом ток проходит непосредственно через пластину. При этом количество теплоты, которое выделяется в ней, пропорционально квадрату величины тока, времени его прохождения и сопротивлению пластины. При втором способе ток проходит по нагревательному элементу (небольшой спирали), выполненному из нихрома или другого сплава. Спираль располагают рядом с пластиной или наматывают на нее. Выделяющаяся в этой спирали теплота и нагревает биметаллическую пластину. Перед намоткой спирали биметаллическая пластина покрывается электроизоляцией, например слюдой.
На рис.1,6 изображена схема автоматического выключателя с тепловым расцепителем. Контакт 2 главной цепи замыкают вручную кнопкой или рукояткой, g замкнутом положении он удерживается защелкой 3. При прохождении по сети тока, величина которого меньше определенного значения, биметаллическая пластина 7 нагревается незначительно, и ее изгиба вверх недостаточно для того, чтобы передать усилие на защелку 3. Если же по спирали 8 будет проходить ток, величина которого превысит это определенное значение, то через некоторое время правый конец пластины 7 изогнется вверх настолько, что через толкатель 4 поднимет рычаг защелки 3. Под действием пружины 1 разомкнётся контакт 2. Время, через которое произойдет размыкание контакта, зависит от степени перегрузки сети. Тепловые расцепители не могут срабатывать мгновенно, особенно при косвенном нагреве биметаллической пластины. Нагрев и деформация ее не происходят мгновенно даже при очень большом выделении теплоты в спирали.
Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями отключают сеть с выдержкой времени в обратной зависимости от величины тока перегрузки. При больших перегрузках отключение происходит быстрее. На схеме изображен один контакт выключателя, а их может быть два или три.
3. Автоматические выключатели с комбинированным расцепителем
В этих выключателях устанавливают как электромагнитные, так и тепловые расцепители. Обмотки электромагнитов и нагревательные элементы тепловых расцепителей включают последовательно электрическому приемнику. Электромагнитные расцепители мгновенно отключают электроприемник при токе короткого замыкания хотя бы в одном проводе сети. Тепловые же расцепители отключают электроприемник при незначительных, но длительных токах перегрузки. Последние превышают номинальный ток приемника, но значительно меньше токов короткого замыкания.
Автоматические выключатели с комбинированным расцепителем получили широкое применение в сетях с различными электроприемниками. В сетях с электродвигателями они незаменимы.
Величина тока электродвигателя зависит от нагрузки на его валу и колебания напряжения сети. Она увеличивается при обрыве провода в процессе работы трехфазного электродвигателя. Во время холостого хода дви гателя потребляемая им мощность и ток наименьшие. С возрастанием нагрузки на валу до номинальной величины Р2н ток I и подводимая мощность Р1 увеличиваются до номинальной величины.
Если нагрузка на валу выше номинальной, то потребляемая мощность и ток также превышают номинальную величину. В этом случае обмотки электродвигателя через некоторое время перегреваются, и изоляция начинает разрушаться и может даже воспламениться. Тепловые расцепители должны предотвратить это, несколько ранее отключив двигатель от сети. При кратковременных небольших перегрузках, которые неопасны для двигателя, тепловые расцепители не успевают срабатывать и отключить его.
Если нагрузка остается неизменной, но произошел обрыв одного провода, то по двум проводам будет проходить ток, значительно превышающий номинальную величину. При этом обмотки двигателя быстро перегреваются. Отключение двигателя в этом случае должны производить тепловые расцепители.
Уменьшение напряжения на двигателе также влечет за собой увеличение тока в его обмотках.
Для защиты двигателя от перегрева при пониженном напряжении кроме автоматических выключателей с тепловыми расцепителями применяются выключатели с расцепителями минимального напряжения. При значительном снижении или исчезновении напряжения якорь расцепителя минимального напряжения отпадает и, воздействуя на защелку, размыкает главные контакты автоматического выключателя. При нормальном напряжении якорь втянут, а контакты выключателя замкнуты.
Наряду с автоматическими выключателями серии АП50Б на предприятиях торговли и общественного питания применяются новые автоматические выключатели серии АЕ20, устройство и принцип действия которых те же, что и АП50Б. В этих автоматических выключателях буквы характеризуют условное обозначение серии, а первые две цифры (20) — порядковый номер разработки. Следующая цифра обозначает номинальный ток (цифра 3—25 А, 4—63 А и 5—100 А). Четвертая цифра обозначает число полюсов и максимальную токовую защиту; цифры 1, 2, 3 соответствуют электромагнитным расцепителям; 4, 5, 6 — комбинированным (электромагнитным у тепловым) расцепителям; 7, 8 , 9 — отсутствию расцепителей. При этом цифры 1, 4, 7 обозначают однополюсное исполнение, цифры 2, 5, 8 — двухполюсное и 3, 6, 9 — трехполюсное исполнение. Пятая цифра обозначает наличие или отсутствие контактов вспомогательной цепи. При этом цифра 1 показывает отсутствие контактов, цифра 2 — наличие одного замыкающего, 3 — одного размыкающего и 4 — одного замыкающего и одного размыкающего контактов.
Шестая цифра обозначает наличие или отсутствие дополнительных расцепителей. При этом цифра 0 показывает на отсутствие дополнительного расцепителя, Цифра 1 — на наличие расцепителя минимального напряжения, а 2 — независимого расцепителя.
Буквы, следующие за шестой цифрой, обозначают: К — наличие температурной компенсации; Р — наличие температурной компенсации и регулирования тока срабатывания тепловых расцепителей.
Условное обозначение автоматического выключателя ДЕ203610Р на 2,5 А расшифровывается: серия АЕ, Номер разработки — 20, номинальный ток выключателя 25 А (3) с тремя полюсами и комбинированными расцепителями (6), без контактов вспомогательной цепи без дополнительных расцепителей (0), с температурной компенсацией и регулированием тепловых расцепителей (Р), номинальный ток расцепителей 2,5 А. Регулировать тепловой расцепитель этого выключателя можно от 2,0 до 2,5 А.
Автоматический выключатель АЕ20 (на 25 А) выпускается на номинальные токи расцепителей 0,6; 0,8; 1,0 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10; 12,5; 16,0; 20; 25,0 А.
Если автоматические выключатели серий АП50Б ц АЕ20 в основном устанавливают в электрошкафах обору, дования, например холодильных прилавках, то в групповых и распределительных щитах цехов и предприятий устанавливают автоматические выключатели серии A3100. Они выпускаются одно-, двух- и трехполюсными с тепловыми, электромагнитными и комбинированными расцепите-лями. Автоматические выключатели A3161 (однополюсные), A3162 (двухполюсные) и A3163 (трехполюсные) на номинальный ток 50 А имеют тепловые разделители на 15, 20, 25, 30, 40, 50 А, которые срабатывают при токах, в 1,25. 1,35 раза превышающих номинальный ток расцепителей. Автоматические выключатели А3113, АЗП4, A3123, A3124 на ток 100 А выпускаются двух- и трехполюсными с электромагнитными и комбинированными разделителями на различные номинальные токи. Выключатели с последней цифрой 3 — двухполюсные, с цифрой 4 — трехполюсные. Первые два автоматических выключателя отличаются от двух других различным превышением тока срабатывания относительно номинального тока разделителя.
Одно- и двухполюсные автоматические выключатели применяются в однофазных цепях, трехполюсные — в трехфазных.
4. Выбор автоматических выключателей
Для всех видов электрических приемников номинальный ток расцепителя должен быть
где I и. р— номинальный ток расцепителя, A ; Imax — максимальный номинальный ток цепи (электроприемника), А.
Для сетей с осветительной нагрузкой и электротепловыми аппаратами, защищаемых от повреждений при токах короткого замыкания, рекомендуется применять автоматические выключатели с токами уставки расцепит елей, не превышающими 4,5 -кратного значения максимально допустимого значения тока провода. Этим требова ниям удовлетворяют автоматические выключатели с тепловыми или комбинированными расцепителями, а также выключатели с электромагнитными расцепителями, ток 5 уставки которых в 3 —4 раза превышает номинальный.
Поскольку пусковой ток электрических двигателей в 5 – 7 раз превышает номинальное значение, то выбор автоматического выключателя производится с учетом этих токов. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя I э. р должен быть не менее 1,25 пускового тока двигателя
I э.р ≥ 1, 25 I пуск
Для защиты цепи двигателя от перегрузки, т. е. от повреждений, вызываемых длительным превышением вели чины тока, допустимой по нагреву, применяют тепловые расцепители. Для цепей с одиночным двигателем используют в основном автоматические выключатели с комбинированными расцепителями. Номинальный ток расцепителя определяется по формуле
где в — коэффициент, принимаемый равным 1,2. 1,25 при Гтяжелых условиях пуска и равным 1 при легких условиях пуска.
Для цепей с группой двигателей используют в основном автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями. При этом величина тока срабатывания расцепителей должна превышать максимальную величину кратковременного тока, который определяется суммой номинальных токов наибольшего количества включенных двигателей (приемников) при условии пуска двигателя с максимальным пусковым током:
I э. р ≥ I кр; I кр = K одн I раб + I пуск. max
где I кр — максимальный кратковременный ток, А; n — число всех электроприемников (двигателей); Кодн — коэффициент одновременной работы электрических приемников (двигателей).
При установке автоматических выключателей с тепловыми или комбинированными расцепителями в закрытом шкафу ток расцепителя должен быть
I н. р ≥ 1,15 Imax .
Промышленностью выпускаются различные серии автоматических выключателей. На предприятиях торговли и общественного питания наиболее широко применяются автоматические выключатели серий АБ25М, АП50Б, АЕ20, A3100. Кроме того, в последнее время стали поступать в эксплуатацию автоматические выключатели серий ВА14-26, ВА16-25, ВА51-25, ВА51-29, ВА51-31, ВА51-33. Масса выключателей новых серий меньше, чем старых.
Автоматический выключатель серии АП50Б предназначен для нечастых включений и отключений электрических приемников вручную. Если в нем установлены тепловые или электромагнитные расцепители либо те и другие, то будет происходить также автоматическое отключение приемников при превышении установленной величины тока.
В цепях электродвигателей широко применяются автоматические выключатели типа АП50БЗМТ с установленным в них комбинированным расцепителем (тремя электромагнитными и тремя тепловыми расцепителями). При срабатывании любого из них происходит размыкание всех контактов и полное отключение двигателя. При значительных превышениях тока цепи (токах короткого замыкания) срабатывают электромагнитные расцепители, а при небольших, но длительных токах перегрузки — тепловые.
Рябов В.И. Электрооборудование: Учеб. для сред. спец. учеб. заведений. – 5-е изд., перераб. – М.: Экономика, 1990.
Синдеев Ю.Г., Грановский В.Г. Электротехника. Учебник для студентов педагогических и технических вузов. Ростов-на-Дону: «Феникс», 1999.
Лихачев В.Л. Электротехника. Справочник. Том 1./В.Л. Лихачев. – М.: СОЛОН-Пресс, 2003.
Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Физика для средних специальных учебных заведений: Учебник. – 4-е изд., испр. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984.
