Sanitaryhygiene.ru

Санитары Гигиены
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

13. Назначение, общее устройство и принцип действия автоматических выключателей (ав)

13. Назначение, общее устройство и принцип действия автоматических выключателей (ав)

АВ – это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для проведения тока цепи в нормальных режимах и для автоматического отключения электроустановок при перегрузках и токах КЗ, чрезмерных понижениях напряжения и других аварийных режимах. Возможно использование аппаратов для нечастых (6-30 раз в сутки) оперативных включений и отключений цепей. Применение их возможно в сетях до 1 кВ.

АВ изготовляют одно-, двух-, трех- и четырехполюсными. Для выполнения защитных функций АВ снабжаются либо тепловыми (защита от токов перегрузки), либо электромагнитными (защита от токов КЗ), либо комбинированными (тепловыми и электромагнитными) расцепителями. Действие тепловых расцепителей автоматов основано на использовании нагрева биметаллической пластины, изготовленной из спая двух металлов с различными коэффициентами теплового расширения. В расцепителе при токе, превышающем расчетный, на который он выбран, одна из пластин при нагреве удлиняется больше и вследствие большего ее удлинения воздействует на отключающий пружинный механизм. В результате чего коммутирующее устройство автомата размыкается. Данный расцепитель обладает большой тепловой инерцией, из-за чего не может защищать питающую линию или асинхронный двигатель от токов КЗ. Т.е. продолжительность токов КЗ значительно меньше времени срабатывания теплового расцепителя.

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит, который воздействует на отключающий пружинный механизм. Если ток в катушке превышает определенное, заранее установленное значение (ток срабатывания), то электромагнитный расцепитель отключает линию мгновенно. Настройку расцепителя на заданный ток срабатывания называют уставкой тока. Уставку тока электромагнитного расцепителя на мгновенное срабатывание называют отсечкой. В зависимости от наличия механизмов, регулирующих время срабатывания расцепителей, АВ разделяются на неселективные с временем срабатывания 0,02. 0,1 с, селективные с регулируемой выдержкой времени и токоограничивающие с временем срабатывания не более 0,005 с.

АВ изготавливают с ручным, электромагнитным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении.

Контактная система АВ на большие токи – двухступенчатая, состоит из главных и дугогасительных контактов. Главные контакты должны иметь малое переходное сопротивление, т.к. по ним проходит основной ток.

Общее устройство АВ:

1 – пластмассовый корпус с крышкой или без; 2 – главные контакты (подвижные и неподвижные); 3 – дугогасительные камеры (2 фибровых щеки и ряд медных пластин); 4 – механизм свободного расцепления; 5 – расцепители; 6 – привод; 7 – отключающая пружина; 8 – вспомогательные контакты.

14. Назначение, общее устройство, принцип действия и типы предохранителей на напряжение до 1 кВ

Предохранитель — это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.

Читайте так же:
Схема проводки под проходные выключатели

В большинстве предохранителей отключение цепи происходит за счет расплавления плавкой вставки, которая нагревается протекающим через нее током защищаемой цепи. Чем больше протекаемый ток, тем меньше время расплавления плавкой вставки. Эта зависимость называется защитной характеристикой предохранителя. Для уменьшения времени срабатывания предохранителя, применяются плавкие вставки из различного материала (цинк, медь, алюминий, свинец и серебро), специальной формы, а также используется металлургический эффект.

При токах КЗ узкие участки плавления вследствие слабого отвода от них теплоты по сравнению с временем нагревания, перегорают прежде, чем ток КЗ достигнет своего установившегося (в цепях постоянного тока) или ударного (в цепях переменного тока) значения. Т.е. предохранители обладают токоограничивающим действием, при котором ток КЗ ограничивается до значения iОГР (в 2-5 раз).

Основные элементы предохранителя: корпус, плавка вставка (плавкий элемент), контактная часть, дугогасительное устройство и дугогасительная среда.

Предохранители изготовляют на напряжение 36, 220, 380, 660 В переменного тока, и 24, 110, 220, 440 В постоянного. В один и тот же корпус предохранителя могут быть вставлены плавкие элементы на различные номинальные токи.

Плавкие вставки предохранителей выдерживают токи, превышающие на 30-50% их номинальные токи в течение одного часта и более. При превышении в 60-100%, они плавятся за время менее одного часа.

Насыпные типа ПН-2. Служат для защиты силовых цепей до 500 В переменного и 440 В постоянного тока. Выполняются на номинальные токи 100-600 А. Представляет из себя прямоугольную фарфоровую трубку, внутри засыпанную сухим кварцевым песком. Плавкая вставка приварена к шайбам врубных контактных ножей. Крышки с асбестовыми прокладками герметически закрывают трубку. Плавкая вставка – медные ленточки с вырезами и капельками олова посередине.

Предохранители НПН подобны ПН, но имеют неразборный стеклянный патрон без контактных ножей и рассчитываются на токи до 63 А. Плавкой вставкой служит медная проволока с каплей олова.

Предохранители типа ПР-2, которые изготовляют до 1000 А и являются разборными. В составе имеется фибровый патрон, а температурное воздействие на него вызывает интенсивное гашение дуги газовыми выделениями материала патрона. Плавкая вставка – цинковая пластина с сужениями.

Читайте так же:
Ретро выключатель двухклавишный это

Предохранители серии ПП-31 с алюминиевыми вставками на номинальные токи 63-1000 А разработаны взамен предохранителей серии ПН-2.

Независимый расцепитель — что это?

Независимый расцепитель - что это?

Независимый расцепитель автоматического выключателя распознает критическую ситуацию, в число которой входит возникновение сверхтока, выход из строя самого автомата или короткое замыкание, и расцепляет главные контакты, чтобы избежать развития проблемы. Зачастую расцепитель работает во вводном автомате, так как при возникновении аварийной ситуации это позволит обесточить весь щит. После того, как устройство сработает, необходимо подойти к распределительному щиту и вручную взвести автомат, а дальше выполнить его включение.

В зависимости от производителя, независимый расцепитель может предназначаться для работы с постоянным или переменным током.

Конструктивные особенности расцепителей

Конструкция расцепителя зависит от его вида. Например, основой теплового расцепителя является биметаллическая пластина, которая деформируется при прохождении через нее тока, превышающего допустимое значение.

В свою очередь электромагнитный расцепитель состоит из соленоида и подвижного сердечника. Если ток, проходящий по обмотке соленоида, превышает допустимые значения, то сердечник втянется и окажет воздействие на механизм размыкания цепи. Это электромагнит, воздействующий на механизм отключения автоматического выключателя. При этом такое устройство может работать при 12-60В или от 110-415В в зависимости от модификации. Крепление к автомату расцепителя может осуществляться слева или справа.
Электронный расцепитель сильно отличается по своей конструкции от остальных. В него входят датчики тока и контроллер, сопоставляющий показатели из датчиков с установленными характеристиками. Если заданные параметры будут выше, то он даст сигнал на отключение.

Сферы применения

Независимый расцепитель – это всего лишь дополнительное устройство, расширяющее функциональность автоматического выключателя и механически он связан с ним.
При обнаружении факторов, указывающих на возникновение опасности для линии или электроприборов, расцепитель разрывает цепь. Примером такой аварийной ситуации может стать превышение силой тока допустимого значения, короткое замыкание или пробой на корпус.

Одной из распространенных сфер применения независимых расцепителей является дистанционное отключение устройства, отвечающего за работу системы вентиляции при пожаре. Когда система противопожарной защиты фиксирует наличие возгорания, то вентиляционная система автоматически выключается для предотвращения нагнетания кислорода в помещении. Такие устройства чаще всего устанавливаются в школах, офисах, производственных зданиях и так далее.

Автоматические выключатели с такими расцепителями можно использовать для одно- и трехфазных сетей. Применяются такие устройства чаще всего на крупных объектах, где управление системой электроснабжения осуществляется с операторского пульта.

Читайте так же:
Схема подключения автоматического выключателя s203 c25

Конечно, некоторые вместо расцепителя в проектах используют схему питания вентиляции через контактор, при этом в нее врезают контакт с поста пожарной сигнализации. Но это намного сложнее и даже дороже, чем использовать простой расцепитель. Схема с независимым расцепителем характеризуется минимальным количеством коммуникаций, а само устройство представляет собой компактный блок.

На данный момент такие расцепители стали применяться также и в жилых зданиях, например, в многоэтажных домах. В случае возникновения возгорания расцепитель отключит автомат питания электромагнитного замка входных дверей.

Причины срабатывания расцепителя

Из числа самых распространенных причин срабатывания этого устройства стоит выделить следующие:

критическое возрастание или падение напряжения в сети;

сбой в работе автоматического выключателя;

критические изменения состояния электротока.

Расцепители встраиваются в автоматические выключатели и помогают им в защите линии от коротких замыканий и экстремальных нагрузок.
Примерами популярных автоматических выключателей от известных производителей являются следующие модели:

Каждый автоматический выключатель может оснащаться 1 или несколькими расцепителями, с помощью которых происходит автоматическое отключение автомата по сигналу. Сигнал может поступать из системы пожарной сигнализации или других средств автоматики.

О смерти автоматического выключателя

О смерти автоматического выключателя Аппарат, Автомат, Поломка, Неисправности, Длиннопост

В сети ходит много разных легенд и небылиц о том как коварно ломаются автоматы.

На самом деле простому обывателю доступны всего три вида смерти автомата: отключается при нагрузке ниже номинальной, не взводится и в совсем редких случаях "залип".

Я хочу рассказать о самой распостраненной проблеме, когда автомат перестает держать нагрузку.

Для начала краткий экскурс в анатомию автоматического выключателя.

О смерти автоматического выключателя Аппарат, Автомат, Поломка, Неисправности, Длиннопост

Так выглядит изнутри практически любой модульный автомат любой фирмы от ИЕК до АББ.

Сверху клемма. Из нее идет неподвижный контакт с контактной площадкой. Он упирается в дугогасительную камеру.
подвижный контакт с контактной площадкой. От него гибкая косичка из медных проволочек идет на катушку электромагнитного расцепителя из нескольких витков толстой медной проволоки. От нее так же косичкой присоединяется биметаллическая пластинка теплового расцепителя. И дальше нижний контакт автомата.

Итак, что же такое тепловая смерть автомата и отчего она происходит.

При отключении номинальной нагрузки и уж тем более токов короткого замыкания контактные пластинки подвижного и неподвижного контакта немного деформируются и подгорают.

С каждым отключением все больше и больше. Постепенно переходное сопротивление контактов растет и разумеется они начинают греться. Вслед за подвижным контактом через косичку нагревается катушка электромагнитного расцепителя, а там и биметаллическая пластина. Что приводит к тому, что при нагрузках ниже номинальной, автомат начинает отключаться. И с каждым новым отключением ток необходимый для отключения падает. А там модульный аппарат спасает только замена.

Читайте так же:
Панель выключателей постоянного тока

Вот посмотрите на два полюса одного автомата ЕКФ проработавшего на стройке моего дома пару лет и перенесшего несколько КЗ.

О смерти автоматического выключателя Аппарат, Автомат, Поломка, Неисправности, Длиннопост

Обратите внимание на цвет косичек и подвижного контакта

О смерти автоматического выключателя Аппарат, Автомат, Поломка, Неисправности, Длиннопост

То же самое ближе.
"Здоровый" полюс свеженький медного цвета слева. Подгоревший справа.

О смерти автоматического выключателя Аппарат, Автомат, Поломка, Неисправности, Длиннопост

И полюса без корпусов рядом. Слева здоровый. Справа горелый. Обратите внимание на контактную пластину и дорожки от дуги на неподвижном контакте (сверху).

О смерти автоматического выключателя Аппарат, Автомат, Поломка, Неисправности, Длиннопост

В заключении хочу сказать, что после смерти одного из контактов, я просто скинул с нее нагрузку и после этого автомат еще немного поработал и перестал взводиться. Но это совсем другая история.

Кривые срабатывания автоматических выключателей

Характеристики отключения модульных автоматических выключателей

Автоматический выключатель состоит из двух расцепителей — теплового расцепителя и электромагнитного.

Тепловой расцепитель — это биметаллическая пластина. При протекании тока пластина нагревается и меняет свою форму (изгибается). Таким образом, при протекании тока, который превышает номинальный ток автомата, биметаллическая пластина изгибается настолько сильно, что происходит отключение автомата. Когда вы включаете автомат — взводится пружина и она фиксируется рычажком, который фиксирует автомат во включенном положении. Этот самый рычажок биметаллическая пластина и снимает.

Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты от короткого замыкания. При коротком замыкании в кабеле протекает ток, который в несколько раз превышает номинальный ток автомата. Этот ток необходимо мгновенно отключить. Для это в механизме автомата используется электромагнит — катушка и сердечник. При протекании тока катушка втягивает сердечник, который нажимает на фиксирующий рычажок и, таким образом, приводит в действие механизм отключения.

Типы кривых срабатывания

Параметры автоматических выключателей и их кривых срабатывания (время-токовых характеристик) жестко определены межгосударственным стандартом ГОСТ IEC 60898 .

Рассмотрим эти кривые подробнее. Их построение выполняют по логорифмической шкале. По горизонтали (оси абсцисс) откладывают кратность значения номинального тока (отношения тока к номинальному току автоматического выключателя). По вертикали (оси ординат) откладывают время в секундах и минутах. Время-токовые характеристики можно разделить на две части: верхняя ниспадающая часть и нижняя вертикальная.

Верхняя часть кривой показывает процесс работы теплового расцепителя. Чем меньше превышение тока тока над номинальным током автомата, тем медленнее изгибается биметаллическая пластина и тем дольше она отключает автомат.

Читайте так же:
Степень защиты выключателя одноклавишного

Нижняя часть показывает процесс работы электромагнитного расцепителя. Эта часть кривой срабатывания имеет закругление вблизи нуля — это время движения механических контактов при размыкании. Мгновенно это произойти не может, но время очень мало.

Стандартом предусмотрены три типа автоматов с различными характиристиками срабатывания, которые определяются по диапазону срабатывания электромагнитного расцепителя:

  • Характеристика B — 3-5•Iном;
  • Характеристика C — 5-10•Iном;
  • Характеристика D — 10-20•Iном.

Таким образом, для различных типов нагрузок выбирают автомат с соответствующей характеристикой. Для нагрузок с низкими пусковыми токами — с характеристикой «B». Для нагрузок с большими пусковыми токами (например, двигателей) — с характеристикой «D».

Испытания автоматических выключателей

Стандартом предусмотрены следующие испытания:

  1. Начальное состояние автомата — «холодное», т.е. через него перед этим не пропускался ток. Через автомат пропускают ток 1.13•Iном.
  2. Начальное состояние автомата — сразу после испытания «a». Через автомат пропускают ток 1.45•Iном.
  3. Начальное состояние автомата — «холодное». Через автомат пропускают ток 2.55•Iном.
  4. Начальное состояние автомата — «холодное». Через автомат пропускают ток нижней границы диапазона характеристики (3•Iном для «B», 5•Iном для «C»).
  5. Начальное состояние автомата — «холодное». Через автомат пропускают ток верхней границы диапазона характеристики (5•Iном для «B», 10•Iном для «C»).

Результатом испытания «a» является отсутствие срабатывания автомата за время t>1час для автоматов с номинальным током Iном≤63A и t>2час для автоматов с Iном>63A.

Результатом испытания «b» является срабатывание автомата за время t<1час для автоматов с номинальным током Iном≤63A и t<2час для автоматов с Iном>63A.

Результатом испытания «c» является срабатывание автомата в пределах 1с<t<60c для автомата с Iном≤32A и 1с<t<120c для автомата с Iном>32A.

Результатом испытания «d» является срабатывание автомата с характеристикой «B» в пределах 0,1с<t<45c для автомата с Iном≤32A и 0,1с<t<90c для автомата с Iном>32A; с характеристикой «C» в пределах 0,1с < t < 15c для автомата с Iном≤32A и 0,1с<t< 30c для автомата с Iном>32A.

Результатом испытания «e» является срабатывание автомата за время t<0,1c.

Таблица испытаний автоматический выключателей

По этим точкам строят время-токовые характеристики, а сами точки выделены на кривых.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector