Выключателей
 Скачать 435.03 Kb.
|
Автоматические воздушные выключателиАвтоматические воздушные выключатели (автоматы) служат для авто- матического отключения электрической цепи при перегрузках, коротких замыканиях (КЗ), чрезмерном понижении напряжения питания, изменении направления мощности и т.п., а также для редких включений и отключе- ний вручную номинальных токов нагрузки. Примеры конструктивных ис- полнений автоматических выключателей показаны на рисунках 4.10, 4.11. К автоматам предъявляются следующие требования: токоведущая цепь автомата должна пропускать номинальный ток в течение сколько угодно длительного времени; автомат должен обеспечивать многократное отключение предельных токов КЗ. После отключения этих токов автомат должен быть пригоден для длительного пропускания номинального тока; для обеспечения электродинамической и термической стойкости энергоустановок, уменьшения разрушений и других последствий, вызыва- емых токами КЗ, автоматы должны иметь малое время отключения; с целью уменьшения габаритных размеров распределительного устройства и повышения безопасности обслуживания необходима мини- мальная зона выхлопа нагретых и ионизированных газов в процессе гаше- ния дуги; элементы защиты автомата должны обеспечивать необходимые токи, времена срабатывания и селективность. Можно классифицировать автоматические выключатели следующим образом:   Рис. 4.10. Автоматические воздушные выключатели типов АП–50 и АВМ 4   Рис. 4.11. Автоматические воздушные выключатели установочные автоматические выключатели имеют защитный изо- ляционный (пластмассовый) корпус и могут устанавливаться в общедо- ступных местах; универсальные — не имеют такого корпуса и предназначены для установки в распределительных устройствах; быстродействующие (собственное время срабатывания не превы- шает 5 мс); небыстродействующие (собственное время срабатывания от 10 до 100 мс); селективные, имеющие регулируемое время срабатывания в зоне токов короткого замыкания; автоматы обратного тока, срабатывающие только при изменении направления тока в защищаемой цепи; поляризованные автоматы отключают цепь постоянного тока толь- ко при нарастании тока в прямом направлении, неполяризованные — при любом направлении тока. Автоматы общепромышленного и бытового применения обычно имеют лишь максимально-токовую защиту и защиту от токовых перегрузок отре- гулированные на заводе. В эксплуатации характеристики автомата не мо- гут быть изменены. Для уменьшения возможности соприкосновения пер- сонала с деталями, находящимися под напряжением, эти автоматы закры- ты пластмассовым кожухом и практически не выбрасывают дугу. По току срабатывания электромагнитного расцепителя различают ав- томатические выключатели трех типов: «В», «С», и «D». Автоматические выключатели типа «В» срабатывают при токе электромагнитного расцепи- теля, лежащем в диапазоне от 3 до 5 Iн. Тип «С» срабатывает в диапазон от 5 до 10 Iн. Тип «D», срабатывает в диапазоне от 10 до 50 Iн. В любом автомате есть следующие основные узлы: контактная система, дугогасительная система, механизм свободного расцепления и элементы защиты — расцепители. Контактная система состоит из неподвижных контактов, закреплен- ных в корпусе, и подвижных контактов, шарнирно посаженных на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, обычно, одинарный разрыв цепи. Дугогасительное устройство устанавливается в каждом полюсе вы- ключателя и предназначается для локализации электрической дуги в огра- ниченном объеме и быстрого ее гашения. Обычно оно представляет собой дугогасительную камеру с деионной решеткой из стальных пластин. Механизм свободного расцепления представляет собой шарнирный 3х или 4х-звенный механизм, который обеспечивает расцепление контак- тов независимо от положения рукоятки управления. Расцепитель обеспечивает автоматическое отключение выключателя в случае аварии. Конструкция расцепителя зависит от типа обеспечиваемой защиты. Наиболее широкое распространение получили расцепители следующих типов: Электромагнитные, для защиты от токов короткого замыкания. Электромагнитный расцепитель, представляющий собой электромагнит с якорем, должен обладать высокой термической и электродинамической стойкостью и стойкостью к механическим воздействиям. До момента воз- действия на механизм свободного расцепления якорь расцепителя обычно преодолевает значительный свободный ход (5–10 мм). Расцепление проис- ходит за счет удара, в котором основную роль играет кинетическая энергия якоря, накопленная при его движении. Обмотка электромагнита расцепи- теля включена последовательно с нагрузкой. Регулирование тока срабаты- вания может производиться за счет натяжения противодействующей пру- жины расцепителя или изменения числа витков обмотки. Тепловые, для защиты от перегрузок. Тепловые расцепители с биметаллической пластиной, позволяют полу- чить времятоковую характеристику, проходящую наиболее близко к ха- рактеристике защищаемого объекта. При токах перегрузки деформация и усилия биметаллической пластины обеспечивают автоматическое отклю- чение выключателя. Выдержка времени уменьшается с ростом тока. Комбинированные, защищающие и от перегрузок и от токов короткого замыкания. Полупроводниковые, обладающие большой стабильностью параметров срабатывания и удобством в настройке. Полупроводниковые расцепители состоят из измерительного элемента, блока полупроводниковых реле и вы- ходного электромагнита, воздействующего на механизм свободного рас- цепления автомата. Полупроводниковый расцепитель тока допускает регулировку следую- щих параметров: номинального тока расцепителя; уставки по току срабатывания в зоне токов короткого замыкания (ток отсечки); уставки по времени срабатывания в зоне токов перегрузки; уставки по времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания (для селективных выключателей). Для коммутации цепи без тока или для редких коммутаций номиналь- ного тока могут применяться автоматы без расцепителей. Выключатель может иметь также дополнительные сборочные единицы, которые встраиваются или крепятся к нему снаружи. Ими могут быть не- зависимый, нулевой и минимальный расцепители, свободные и вспомога- тельные контакты, ручной и электромагнитный дистанционный привод, сигнализация автоматического отключения, устройство для запирания вы- ключателя в положении «отключено». Независимый расцепитель представляет собой электромагнит с питани- ем от постороннего источника напряжения. Минимальный и нулевой рас- цепители могут выполняться с выдержкой времени и без выдержки време- ни. С помощью независимого или минимального расцепителя возможно дистанционное отключение автомата. Основными параметрами автоматов являются: собственное и полное время отключения, номинальный длительный ток, номинальное напряже- ние, предельный ток отключения. Под собственным временем отключения автомата понимают время от момента, когда ток достигает значения тока срабатывания, до начала расхождения его контактов. После расхождения контактов возникающая электрическая дуга должна быть погашена за наименьшее время с перена- пряжением, не представляющим опасности для остального оборудования. Отключение автоматов происходит под действием на механизм сво- бодного расцепления элементов защиты — расцепителей. Для создания выдержек времени между электромагнитом и механиз- мом свободного расцепления устанавливаются устройства задержки. Се- лективно работающие автоматы должны быть строго согласованы по вре- мени срабатывания, что достигается применением часовых механизмов. Выдержка времени таких устройств не зависит от тока, поэтому они не приспособлены для защиты от перегрузок. В данной лабораторной работе исследуется автоматический воздушный выключатель серии ВА47-29. Данный автомат имеет как электромагнит- ный (предназначенный для защиты от токов КЗ), так и тепловой (предна- значенный для защиты от перегрузок) расцепители, автомат также предна- значен для осуществления оперативного управления участками электриче- ских цепей. На рисунке 4.12 представлено устройство установочного авто- матического выключателя ВА47.  Рис. 4.12. Устройство автоматического выключателя ВА47 На рисунке обозначено: 1 — рычаг управления ручным приводом авто- мата, позволяет включать и выключать автоматический выключатель вручную; 2 — клеммы для подключения автомата к защищаемой цепи; 3 подвижный основной контакт; 4 — неподвижный основной контакт; 5 биметаллическая пластина теплового расцепителя; 6 — регулировоч- ный винт теплового расцепителя; 7 — катушка электромагнитного расце- пителя; 8 — дугогасительная решетка; — крепление для установки автома- та на DIN-рейку; 10 — привод главных контактов (механизм свободного расцепления). После включения автоматического выключателя рукояткой 1 через клеммы 2, биметаллическую пластину 5, обмотку электромагнитного рас- цепителя 7 и главные контакты 3, 4 начинает протекать ток защищаемой цепи. В случае возникновения в нагрузке короткого замыкания резко воз- растает ток, протекающий через катушку электромагнитного расцепителя 7, который втягивает свой якорь, воздействует на механизм свободного расцепления 10 и разрывает цепь главных контактов. Возникающая при этом дуга переходит на пластины дугогасительной решетки 8 и гаснет за минимальное время. Основные параметры исследуемого выключателя представлены в таб- лице 4.2. Таблица 4.2 Основные характеристики автоматического выключателя ВА47-29
В случае длительного протекания по защищаемой цепи повышенного тока, биметаллическая пластина теплового расцепителя нагревается и, де- формируясь, воздействует на рычаг механизма свободного расцепления, который при этом освобождает якорь электромагнитного расцепителя, и главные контакты размыкаются под действием пружины механизма сво- бодного расцепления. |