Электрические аппараты распределительных устройств

К атегория:

Передвижные электростанции

Электрические аппараты распределительных устройств

Включение и отключение, а также защита оборудования передвижной станции осуществляются с помощью электрических аппаратов, устанавливаемых в распределительных устройствах.

По назначению и роду выполняемых функций электрические аппараты распределительных устройств станций можно условно разделить на две основные группы - аппараты коммутирующие и аппараты защитные.

К коммутирующим относятся аппараты, с помощью которых осуществляются включение и отключение всей или части электроустановки, а также изменение первичной схемы распределительного устройства; к защитным относятся аппараты, с помощью которых обеспечивается защита оборудования от перегрузок и токов короткого замыкания.

В качестве коммутирующих аппаратов распределительных устройств напряжением 230 и 400 в передвижных станций служат рубильники, пакетные выключатели и установочные автоматы.

Рубильник представляет собой трехполюсный аппарат закрытого исполнения (рис. 1, а), устанавливаемый на панели Щита, или открытого исполнения (рис. 1, б), устанавливаемый за щитом и управляемый дистанционной тягой с помощью рукоятки, смонтированной на лицевой стороне панели щита управления. Трехполюсный рубильник состоит из подвижных ножей и неподвижных контактов, смонтированных на щитке, который выполняют из изоляционных материалов (шифера, асбошифера, гетинакса и др.). Подвижные контактные ножи в нижней части шарнирно закреплены в контактных стойках, а в верхней - связаны общей траверсой из изолирующего материала.

Рис. 1. Трехиолюсные рубильники: а - закрытого исполнения на 100 а, б - открытого исполнения на 400 а с дистанционным управлением; 1 - рукоятка управления, 2 - неподвижный контакт, 3 - нож, 4 - щиток, 5 - кожух, 6 - скобы (внутренняя и внешняя), 7 - тяга

При разрыве электрической цепи между ножами рубильника и губками неподвижных контактов возникает электрическая дура, выделяющая большое количество тепла, разрушающего контактные поверхности ножей и губок. Чем больше сила тока в разрываемой рубильником цепи, тем больше дуга. Поэтому для предохранения контактов от разрушения дугой ножи мощных рубильников снабжены искрогасительными контактами.

Рубильники, устанавливаемые на панели щита управления, закрыты металлическим кожухом, обитым изнутри листовым асбестом толщиной 1-2 мм. Рубильники открытого исполнения с дистанционным управлением снабжены металлической тягой, соединяемой с установленным на панели приводом, при помощи которого осуществляется управление рубильником.

Рис. 2. Пакетный выключатель: 1 - рукоятка, 2 – ось, 3 - стяжной винт, 4 - контактный вывод, 5 - крепежная планка, в - пакет (полюс), 7 - крышка, 8 - контакты, 9 - пружина

В распределительных устройствах передвижных станций небольшой мощности (до 30 ква) в качестве отключающих аппаратов применяются пакетные выключатели.

Пакетный выключатель ПК (рис. 2) состоит из подвижных контактов, укрепленных на оси с пружиной и помещенных внутри карболитовых пакетов с вмонтированными в них неподвижными контактами. На выходящий из пакетов конец оси выключателя надета рукоятка, при повороте которой пружина натягивается. Под действием взведенной пружины ось поворачивается и с большой скоростью замыкает или размыкает контакты выключателя. Для быстрого гашения дуги в пакетном выключателе имеются фибровые шайбы, которые при воздействии на них высокой температуры дуги разлагаются, выделяя газы, способствующие разрыву и гашению дуги.

В распределительных устройствах передвижных станций применяются выключатели двухполюсного или трехполюсного исполнения.

Рубильники и пакетные выключатели являются ручными неавтоматическими аппаратами, для оперирования которыми в

Необходимых случаях требуется непосредственное вмешательство операторов. Для автоматического размыкания электрических цепей при оперативных переключениях, а также при -перегрузках

и коротких замыканиях в распределительных устройствах станций применяют специальные аппараты автоматического действия, в частности автоматы серии А.

Установочный автомат А-3100 (рис. 3) состоит из контактной системы, дугога-сящего устройства и механизма управления, смонтированных в общем пластмассовом корпусе с крышкой. Подвижные контакты укреплены на контактодержателях, соединенных с медными выводными шинами при помощи пакета листов холоднокатаной меди шириной 12 мм и толщиной 0,2 мм. Неподвижные контакты припаяны к медным шинам, уложенным на дно основания и снабженным зажимами для присоединения к линии.

Для предохранения от разрушающего воздействия дуги рабочие поверхности контактов покрыты металло-керамическими накладками. Применение накладок из металлокерамики намного увеличивает продолжительность работы контактов, а следовательно, и межремонтные сроки работы автомата.

Подвижный и неподвижный контакты каждого полюса автомата разделены пластмассовыми перегородками и заключены в съемные дугогасительные каме-пы 9. Каждая камера состоит из нескольких стальных пластин, закрепленных на фибровом каркасе так, что между ними образуются узкие, расходящиеся кверху щели. При отключении автомата образовавшаяся на его контактах дуга благодаря магнитному полю, создаваемому током дуги, втягивается в пространства между пластинами дугогасительных устройств (решеток), дробится на ряд мелких дуг и, интенсивно охлаждаясь о поверхность пластин, быстро гасится. Автоматы изготовляют с ручным управлением.

Рис. 3. Автомат А-3100: 1 - основание, 2 - подвижный контакт, 3 - неподвижный контакт, 4 - гибкое соединение, 5 - стальной изолированный валик, 6 и 7 - расцепители, 8 - крышка автомата, 9 - дугогасительная камера, 10 - рукоятка управления, 11 - пружина, 12 - рычаги механизма управления

Держатели подвижных контактов соединены с общим стальным изолированным валиком 5 и через пружинный механизм при помощи рычагов - с рукояткой. Механизм управления автомата обеспечивает замыкание и размыкание контактов с постоянной скоростью, не зависящей от скорости движения рукоятки, а также необходимое нажатие в контактах и автоматическое отключение при перегрузках и коротких замыканиях.

По положению рукоятки управления определяют, включен или отключен автомат. Если рукоятка находится в верхнем положении, автомат включен, если в среднем (промежуточном) и нижнем - отключен. Причем среднее положение рукоятка занимает в том случае, если отключение произошло автоматически. Для восстановления включенного положения аппарата после автоматического отключения необходимо рукоятку опустить в нижнее положение (в положение «отключено»), ввести в зацепление рычаги механизма, а затем поднять рукоятку до крайнего верхнего положения.

Автоматическое отключение аппарата А-3100 производит специальное устройство - расцепитель, встроенный в отдельный пластмассовый корпус и устанавливаемый под крышкой автомата.

Расцепители могут быть только с тепловым элементом или только с электромагнитным, а также комбинированными. Комбинированный расцепитель (рис. 4) состоит из теплового и электромагнитного элементов, устанавливаемых в каждом полюсе автомата. Тепловой элемент служит для защиты электроустановки от токов перегрузки, а электромагнитный - от токов короткого замыкания.

Тепловой элемент состоит из биметаллической пластинки, которая под воздействием проходящего через нее тока нагревается, изгибается и поворачивает отключающую рейку механизма управления, в результате чего происходит отключение-автомата. При этом автомат отключится независимо от того, возникла ли перегрузка в одной или нескольких фазах. Автомат реагирует на перегрузку свыше 35% номинального тока.

Чем больше ток перегрузки, тем быстрее сработает тепловой элемент и отключится автомат. Так, при перегрузке около 40%-автомат отключится в течение 50-55 мин, а при перегрузке 80-100% - в течение 30-90 сек.

Электромагнитный элемент состоит из якоря, удерживаемого возвратной пружиной, и сердечника магнитопровода, внутри которого расположена шина рабочего тока. При протекании по шине номинального тока создаваемое в магнитопро-воде магнитное поле настолько незначительно, что не может преодолеть противодействующее усилие пружины, и якорь со храняет свободное положение.

Рис. 4. Комбинированный расщепитель автомата А-3100: 1 - основание, 2 - биметаллическая пластинка, 3 - магнитопровод, 4 - отключающая рейка, 5 - возвратная пружина, 6 - якорь, 7 - токоведущая шина

В момент возникновения между фазами короткого замыкания якорь соответствующего данному полюсу электромагнитного элемента, втягиваясь (под влиянием сильного магнитного поля, вызванного током короткого замыкания), воздействует на общую для всех полюсов рейку и, поворачивая ее, отключает все три полюса автомата. Основные детали расдепителя укреплены на основании из пластмассы.

Автоматы А-3100 выпускаются на номинальные токи от 50 до 600 а. Они могут быть без расцепителей, с одним или двумя разделителями. Автоматы без расцепителей служат в качестве обычных коммутирующих аппаратов. При наличии расцепителей номинальный ток автомата определяется номинальным током уставки расщепителя, настроенного зайодом.

В распределительных устройствах передвижных станций применяются и другие автоматы (АП-50, АП-2020 и т. д.). Они работают так же, «аж автоматы А-3100, и отличаются от последних конструкцией, размерами и номинальным током.

Автоматы совмещают в известной мере функции рубильника и предохранителя, так как, являясь коммутирующими анпарата-ми, одновременно служат и в качестве защитных аппаратов. Они применяются в распределительных устройствах электростанций мощностью свыше 50 ква (ПЭС -60, ПЭС -100, ДЭС -200 и ДР-) - В электростанциях небольшой мощности защита отдельных частей и всей установки осуществляется с помощью конструктивно простых и достаточно надежных аппаратов - предохранителей.

Предохранителем называют электрический аппарат, в котором при определенной силе протекающего через него тока расплавляется (перегорает) плавкая вставка, и, таким образом, размыкается электрическая цепь, благодаря чему электрооборудование на защищаемом предохранителем участке предохраняется от воздействия опасных для него токов перегрузки или короткого замыкания. Работа предохранителя основана на тепловом действии электрического тока.

Размыкающим элементом предохранителя является его плавкая вставка, состоящая из металлической проволоки или тонкой ленты. Плавкие вставки предохранителей изготовляют из свинца, цинка или меди, а также из сплавов этих металлов. Наиболее широко распространены плавкие вставки из меди.

Предохранители характеризуются номинальным напряжением и номинальным током.

Номинальное напряжение предохранителя соответствует наибольшему номинальному напряжению цепей, в которых разрешается применение данного предохранителя. Так, предохранители, имеющие маркировку 500 в, можно использовать в цепях напряжением 500 в и ниже.

Номинальным током плавкой вставки называется наибольший ток, который способна выдержать вставка в течение неограниченно долгого времени.

Но минальным током предохранителя называется длительный ток, на который рассчитан предохранитель (патрон, контактные ножи, и стойки). На патроне указывается номинальный ток, соответствующий наибольшему номинальному току плавких вставок, предназначенных для данного предохранителя. Так, в патроне предохранителя на номинальный ток 600 а может быть установлена плавкая вставка на номинальный ток не выше 600 а.

В распределительных устройствах станций применяются открытые пластинчатые, а в последнее время - преимущественно закрытые пробочные или трубчатые предохранители.

Пластинчатый предохранитель (рис. 5, а) представляет собой щиток из изоляционного материала с укрепленными на нем латунными кулачками, снабженными зажимными болтами для крепления плавких вставок. Кулачки и плавкая вставка каждой фазы отделены огнестойкой перегородкой, препятствующей при перегорании вставки перебросу дуги на соседние фазы. Плавкая вставка состоит из нескольких медных облу-женных проволочек, ‘припаянных к латунным пластинкам (наконечникам) с вырезами для крепления вставки на кулачках.

Рис. 5. Предохранители: а - открытый пластинчатый, б-пробочный, в закрытый без наполнителя, г. - закрытый с наполнителем; 1 - щиток, 2 кулачок, 3 - огнестойкая перегородка, 4 - колодка, 5 и 11 - линейные контакты, 6 - крышка, 7 -пробка, 8 и 17 -плавкие вставки, 9 - гильза с резьбой, 10 - контактные пластины, 12 - провод питающей линии, 13 - контактный винт, 14 - контактная стойка, 15 - контактный нож, 16 - латунный колпачок, 18 - фибровая трубка, 19 - пружинящее кольцо, 20 - фарфоровый корпус патрона, 21 - крышка патрона

Щиток с пластинчатыми предохранителями закрыт кожухом из огнестойкого материала для защиты -персонала при перегорании плавкой вставки от частиц расплавленного металла, а также для предотвращения пожара.

Пластинчатые предохранители изготовляли на силу тока до 200 а и широко применяли в распределительных устройствах передвижных станций, выпускавшихся до 1956 г., которые, однако, в большом количестве эксплуатируются и в настоящее время. Пластинчатый предохранитель имеет ряд существенных недостатков. Основные из них- опасность случайного прикосновения к частям предохранителя, находящимся под напряжением, и возможность ожогов персонала каплями расплавленного металла при перегорании плавкой вставки.

Пробочный предохранитель (рис. 5, б) состоит из фарфоровой колодки с контактами и резьбовой пробки с заключенной в ней плавкой вставкой.

Колодка закрыта крышкой. Ток проходит через линейный контакт сети к контактному винту, а затем через плавкую вставку и гильзу к линейному контакту и далее в линию потребителя.

Пробочные предохранители с резьбой Ц-27 рассчитаны на силу тока 6-25 а, а с резьбой Ц-33 -на 10-60 а. Предохранители с резьбой Ц-27 применяются главным образом для защиты осветительных сетей. Для защиты силовых цепей служат пробочные предохранители с резьбой Ц-33.

Предохранитель ПР (рис. 5, в) состоит из изолирующего основания с контактными стойками и фибровой трубки с контактными ножами. Контактные ножи укреплены на концах фибровой трубки с помощью латунных колпачков. К внутренним частям ножей присоединена болтами плавкая вставка, выполненная в виде пластины с участками сужения.

Материалом для изготовления плавких вставок служит цинковый сплав с температурой плавления около 420°С. При увеличении силы тока в защищаемой предохранителем электрической цепи сверх номинальной плавкая вставка перегорает одновременно во всех суженных местах и разрывает электрическую цепь. Возникающая при этом дуга быстро гаснет под влиянием газов высокого давления. Газы высокого давления (до 100 кГ/см2) образуются в фибровой трубке патрона вследствие разложения фибры при воздействии на ее стенки высокой температуры дуги.

Патроны предохранителей ПР не имеют наполнителя, их плавкие вставки окружены воздухом, что увеличивает длительность дугового процесса при перегорании вставки и поэтому ухудшает характеристику предохранителя, а также уменьшает срок его службы.

Более совершенным предохранителем является закрытый предохранитель ПН с наполнителем.

Предохранитель ПН (рис. 5, г) состоит из контактных стоек и заполненного кварцевым песком патрона с контактными ножами. Патрон представляет собой фарфоровый корпус с цилиндрическим отверстием, закрытый в торцах металлическими крышками 21, несущими контактные ножи. К внутренним частям контактных ножей приварена (точечной сваркой) плавкая вставка.

Плавкая вставка состоит из одной, двух или трех штампованных медных ленточек толщиной 0,15-0,2 мм. В некоторых предохранителях ПН (например, в предохранителях ПН-2, выпускаемых Курским электроаппаратным заводом) плавкая вставка изготовляется из двух или трех ленточек одинаковых размеров, но разной толщины, что существенно улучшает характеристику предохранителя.

Для улучшения характеристики предохранителя ПН в центре каждой ленточки (в перешейке между выштампован-ными отверстиями) вставки наплавлен оловянный шарик. Оловянный шарик предназначен для снижения температуры плавления элементов плавкой вставки предохранителя. При нагреве плавкой вставки до температуры плавления олова шарик плавится и его молекулы, проникая в медь, образуют сплав, температура плавления которого намного ниже температуры плавления меди. Патрон предохранителя заполнен чистым сухим (влажность не более 0,05%) кварцевым песком, содержащим не менее 99% кварца (размер крупинок кварца должен быть около 0,5 мм).

В крышках патрона ПН имеются Т-образные выступы, служащие для установки патрона в контактных стойках и извлечения из них при помощи специальной съемной ручки, вырезы которой соответствуют выступам крышек. Контактные стойки представляют собой медные пластины, снабженные пружинящими кольцами 19, обеспечивающими надежный контакт ножей патрона с губками контактных стоек.

Патроны ПН выпускаются на номинальные токи 100; 250; 400; 600 и 1000 а с плавкими вставками на 25 а и выше.

В распределительных устройствах передвижных станций применяются предохранители и других конструкций, но они мало отличаются от описанных выше предохранителей.

Плавкие вставки предохранителей выпускаются на следующие номинальные токи: 4; 6; 10; 15; 20; 25; 35; 45; 60; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 300; 350; 400 и 600 а.

При расчетном токе, например, 50 а плавкую вставку предохранителя следует выбирать на номинальный ток 60 а.

2. Номинальный ток плавкой вставки /н.в должен быть равен пусковому току /п, уменьшенному в 2,5 раза для защищаемого участка линии, если к ней присоединен один короткозамк-нутый электродвигатель, или быть несколько больше.

3. При выборе плавких вставок предохранителей, последовательно установленных в линии, каждую следующую вставку, считая от генератора передвижной станции или от силового трансформатора, нужно выбирать на одну ступень ниже по номинальному току стандартных плавких вставок. Так, при установке в ближайшем к генератору предохранителе плавкой вставки на 100 а в следующих предохранителях должны быть плавкие вставки на 80; 60; 45 а и ниже. Соблюдение этого условия1 необходимо для обеспечения так называемого селективного (избирательного) действия предохранителей. Под селективностью понимается такое действие предохранителей при коротком замыкании (к. з.), когда в первую очередь перегорает плавкая вставка предохранителя, ближайшего к месту к. з., и отключается только участок сети, защищаемый данным предохранителем.

К атегория: - Передвижные электростанции

Комплектное распределительное устройство КРУ состоит из закрытых камер, внутри которых смонтировано оборудование. Камеры КРУ, устанавливаемые прислонно к стене, в зависимости от их назначения имеют различные схемы заполнения и могут быть оборудованы масляными выключателями, трансформаторами напряжения, разрядниками, предохранителями и т. п.

Камеры КРУ (рисунок ниже) состоят из корпуса и выкатной части — тележки с оборудованием. При ревизиях и ремонте тележка с оборудованием выкатывается по специальным направляющим в коридор управления.

1 — разъединитель штепсельного типа, 2 — силовые кабели,

3 — трансформатор тока, 4 — выключатель ВМП-10К на выкатной тележке,

5 — шины, 6 — привод выключателя

В камерах КРУ с масляными выключателями 4 находятся разъединители штепсельного типа, подвижная часть которых установлена на тележке, а неподвижная — в корпусе шкафа. Во избежание выключения разъединительных контактов под нагрузкой имеется механическая блокировка, не позволяющая выкатывать тележку при включенном выключателе.

Провода вторичных цепей корпуса камеры соединяют с проводами, смонтированными на тележке, гибким шлангом достаточной длины, имеющим разъединительные контакты штепсельного типа, отключаемые только при необходимости. Сварная конструкция корпуса КРУ собрана из угловой стали, а стенки корпуса выполнены из листовой стали толщиной 3 мм. С фасадной стороны корпус камеры имеет дверцы приборного отсека (вверху) и дверцы отсека тележки. С задней стороны стенки съемные.

Камеры КРУ имеют четыре отсека, разделенные металлическими перегородками: сборных шин, трансформаторов тока, выключателя и приборов. Такое разделение на отсеки необходимо для соблюдения правил безопасности при работах в камерах КРУ , а также для ограничения повреждения оборудования при возникновении дуговых коротких замыканий в камере.

На передней стенке тележки смонтирован привод выключателя, а с внутренней ее стороны установлена лампа освещения. Через три застекленных отверстия на передней стенке просматриваются маслоуказатели всех цилиндров выключателя.

Выкатная тележка может занимать три положения: рабочее, контрольное (испытательное) и ремонтное. Рабочим называется такое положение тележки в корпусе шкафа, когда цепи первичных и вторичных соединений включены в схему и обеспечивают нормальную работу шкафа.

При контрольном положении тележки в корпусе шкафа цепи первичных соединений отключены штепсельными разъединителями, а цепи вторичных соединений включены в схему и обеспечивают работу выключателя с приводом. Ремонтным называется такое положение тележки, когда она находится вне корпуса шкафа и все штепсельные контакты разомкнуты.

При выкатывании тележки в ремонтное положение отверстия в перегородке камеры КРУ для входа и выхода разъединительных контактов автоматически закрываются металлическими шторками, которые должны иметь ушки для замков, запираемых при ремонтных работах на тележках.

Распределительные устройства, собранные из камер КРУ, имеют испытательные тележки без передних стенок, на которых смонтированы только разъединительные контакты (без масляного выключения). Такие тележки необходимы для фазировки кабелей, а также для профилактических испытаний кабельных линий, присоединенных к камерам КРУ.

В настоящее время кроме камер КРУ , предназначенных для внутренних установок, широко применяют камеры для наружных установок (КРУН) напряжением до 10 кВ, имеющие два варианта исполнения: с выкатными тележками и без тележек.

Металлический каркас КРУН собран из угловой стали, на фасадной стороне которого расположены стальные дверки. Остальные стороны, а также потолок и пол камеры с оборудованием и шинами закрыты сплошными стальными листами.

Страница 1 из 2

1. АППАРАТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1.1. Предохранители

1.1.1. Общие сведения

Предохранитель - электрический аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей в ненормальных режимах работы: тепловые перегрузки и короткое замыкание (КЗ). Его включают последовательно в цепь защищаемого объекта (аппарата, оборудования и пр.). Основным элементом предохранителя является плавкая вставка (медная, алюминиевая, цинковая, медная посеребрённая) из плоской пластины с узкими перешейками или из металлической круглой проволоки, которая расплавляется при ненормальных режимах работы. Плавкая вставка предохранителя не должна перегорать при токе, равном 120-130% от номинального тока в течение часа. При токе 200% от 1ном она должна срабатывать в течение часа. Предохранители должны отвечать следующим требованиям: 1. Амперсекундная (защитная) характеристика предохранителя должна проходить ниже, но по возможности ближе к амперсекундной характеристике защищаемого объекта, рис. 1.1.

Рис. 1.1. : 1- предохранителя, 2 - защищаемого объекта

2. Время срабатывания предохранителя при КЗ должно быть минимально возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов. 3. При КЗ в защищаемой цепи предохранители должны обеспечивать селективность защиты (см. ниже). 4. Характеристики предохранителей должны быть стабильными. 5. В связи с возросшей мощностью электрических установок предохранители должны иметь высокую отключающую способность. 6. Конструкция предохранителя должна быть простой и удобной при замене плавкой вставки при её перегорании. Серебряные плавкие вставки образуют окисные пленки, которые проводят электрический ток, т.е. не изменяютсвоих характеристик. В последнее время широко используются плавкие вставки из меди, покрытой тонким слоем серебра. Между источником питания и потребителем обычно устанавливается несколько уровней защиты, рис. 1.2. Предохранитель РШ, пропускающий больший номинальный ток, имеет вставку большего сечения, чем предохранитель РЦ2, установленный непосредственно у потребителя. При КЗ необходимо, чтобы питание отключалось предохранителем, расположенным у места повреждения. Остальные потребители не должны потерять питание, то есть все остальные предохранители должны остаться работоспособными. Такая согласованность работы предохранителей называется селективностью или избирательностью. На рис. 1.3 приведена электрическая схема защиты предохранителями короткозамкнутых асинхронных двигателей, питающихся от общего распределительного щита РЩ.

Рис. 1.2. Селективная защита

1.1.2. Конструкции предохранителей низкого напряжения По способу гашения дуги предохранители низкого напряжения делятся на две группы: на предохранители без наполнителя и предохранители с наполнителем. Предохранители без наполнителя. ПР-2 - предохранитель разборный. Эти предохранители выпускаются на номинальные токи от 6 до 1000 А и номинальное напряжение до 500 В. Находят применение как в установках постоянного, так и переменного тока. Корпус предохранителя представляет собой герметичный круглый патрон, выполненный из газогенерирующего материала (фибры), рис. 1.4.а). Он состоит из цилиндра 3, латунной обоймы 4 и латунного колпачка 5. Плавкая вставка 1 штампуется из цинка, имеет одно или несколько сужений (в зависимости от номинального напряжения), рис. 1.4.в). При соответствующем токе плавкая вставка плавится в месте сужения и возникает электрическая дуга. Под действием высокой температуры дуги стенки патрона выделяют газы (водород, углекислый газ). Давление в патроне за доли полупериода поднимается до 4-8 МПа. Под действием газовой среды повышенного давления дуга быстро гаснет. Плавкая вставка 1 прижимается к латунной обойме 4 колпачком 5, который является выходным контактом, рис. 1.4.а). В предохранителях на токи более 60 А плавкая вставка 1 присоединяется к контактным ножам 2, рис. 1.4.6).

Рис. 1.4.

Предохранители ПР-2 выполняют однополюсными, переднего и заднего присоединения. Они работают бесшумно, практически без выброса пламени и газов. Это позволяет монтировать соседние полюсы на близком расстоянии. Перед некоторыми другими типами предохранителей они имеют одно существенное преимущество - позволяют быстро заменить перегоревшую плавкую вставку. Предохранитель ПР -2 обладает токоограничивающим эффектом. В цепи с током КЗ 50000 А плавкая вставка на номинальный ток 6 А перегорает при токе всего 400 А, но при номинальном токе 600 А токоограничение уже отсутствует и дуга горит весь полупериод. Предохранитель типа ПР-2 представлен в лаборатории. Предохранители с мелкозернистым наполнителем. Эти предохранители более совершенны, чем предохранители без наполнителя. ПН-2 - предохранитель с наполнителем. Корпус квадратного сечения 1 , рис. 1.5, изготавливается из прочного фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточные плавкие вставки 2 и наполнитель - кварцевый песок 3. Плавкие вставки привариваются к диску 4, который крепится к пластинам 5, связанным с ножевыми контактами 9.

Рис. 1.5.

В качестве наполнителя используется кварцевый песок с содержанием SiO 2 не менее 98%, с зернами размером (0,2-0,4) *10"4 м и влажностью не выше 3%. Поэтому перед засыпкой песок тщательно просеивают, просушивают при температуре 120-180 С. Зерна кварцевого песка имеют высокую теплопроводность, тем самым интенсивно отводят тепло от дуги, способствуя её скорейшему гашению. Плавкая вставка выполняется из медной ленты толщиной 0,1-0,2 мм. Для получения токоограничивающего эффекта вставка имеет сужения 8. Плавкая вставка разделена на несколько калиброванных параллельных ветвей (до 9) для более полного использования наполнителя в целях отдачи тепла в окружающую среду и для уменьшения скорости спадания тока с целью снижения перенапряжения в момент гашения дуги. Для снижения температуры плавления на вставки наносятся оловянные шарики 7 (металлургический эффект). Гашение дуги обеспечивается за несколько миллисекунд. После срабатывания предохранителя плавкие вставки вместе с диском 4 заменяются, после чего патрон засыпается чистым и сухим песком. Для обеспечения герметичности используется асбестовая прокладка 6. Предохранители ПН-2 выполняются на номинальные токи до 630 А. Предельный отключаемый ток достигает 50 кА. Достоинства предохранителя -малые габариты, незначительная затрата дефицитных материалов, высокая токоограничивающая способность. Предохранитель имеется в лаборатории. НПН-2 - предохранитель неразборный, с наполнителем. Имеет круглый стеклянный корпус. Плавкая вставка - тонкая медная пластина с сужениями и металлургическим эффектом. В качестве наполнителя используется чистый и сухой песок. После перегорания плавкой вставки предохранитель подлежит полной замене. Выпускаются на переменные номинальные токи до 60 А при номинальном напряжении до 500 В. Предохранитель имеется в лаборатории. ПРС - предохранитель резьбовой, используется в малогабаритных распределительных устройствах. Плавкая вставка выполнена в виде нескольких параллельных проволок из меди, покрытых тонким слоем серебра. Помещается в фарфоровый патрон, заполненный кварцевым песком. Предохранитель имеет указатель срабатывания. При сгорании плавкой вставки освобождается специальная пружина, которая выбрасывает глазок в застекленное отверстие корпуса предохранителя. После срабатывания предохранителя заменяется патрон со сгоревшей плавкой вставкой и глазком. Предохранители выпускаются на токи до 100 А напряжением до 440 В постоянного тока и до 500 В переменного тока частотой 50 Гц. Предельно отключаемый ток 60 кА. Предохранитель имеется в лаборатории. ПП - 57 - предохранитель плавкий, серии 57, быстродействующий. Плавкая вставка выполнена в виде двух медных посеребрённых пластин с большим отношение между узкой и широкой частями, рис. 1.6.а).

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Переключатель – в отличии от рубильника имеет 2 системы неподвижных контактов и 3 коммутационных положения. В среднем положении контакты переключателю разомкнуты. В каждом положении происходит фиксация контактов.

Аппараты распределительных устройств

низкого и высокого напряжения .

1. Рубильники и переключатели.

Рубильник – предназначен для ручного включения и отключения электрических цепей с постоянным напряжением до 440В и переменным до 500В.

Переключатель – в отличии от рубильника имеет 2 системы неподвижных контактов и 3 коммутационных положения. В среднем положении контакты переключателю разомкнуты. В каждом положении происходит фиксация контактов.

Пакетные выключатели и переключатели являются малогабаритными коммутационными аппаратами с ручным приводом, которые служат для одновременного управления большим числом цепей.

Пакетные выключатели и переключатели используются для нечастых коммутаций в цепях с небольшой мощностью (токи до 400А постоянное напряжение до 220В, переменное напряжение до 380В).

Они применяются как аппараты распред-устройства и в цепях автоматики.

Также применяются для пуска и реверса двигателей и переключения схемы соединения обмоток двигателя со звезды на треугольник.

В трёхфазном рубильнике при размыкании цепи между ножом и неподвижным контактом загорается дуга. Гашение дуги постоянного тока (до 75А) происходит за счёт механического удлинения дуги двигающимся ножом.

При отключении переменного тока дуга гасится за счёт возникновения электрической прочности.

Конструкция рубильников и переключателей .

Рубильники выпускаются в одно-, двух- и трёх-полюсном исполнении.

3-х полюсный рубильник состоят:

1.Рычажный привод (м.б. центральный и боковой);

2.Небольшая Дугогасительная камера;

3.Ножи.

При токе больше 100А в рубильники устанавливается несколько параллельных контактных пар.

В пакетном выключателе или переключателе каждый коммутируемый полюс конструктивно оформлен в виде отдельного элемента (пакета).

Марки переключателей:

ПКВ (пакетный кулачковый выключатель) число пакетов в нём может достигать 8.

ПВМ (пакетный выключатель механический).

Выключатель серии ПВМ имеет специальные фибровые пластины. Гашение дуги обеспечивается за счёт соприкосновения с фибровыми стенками, из которых выделяется газ. Давление внутри пакета повышается, что ведёт к гашению дуги.

1. Предохранители .

Это электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от токов перегрузок и токов К.З.-ия.

Основными элементами предохранителей являются:

1.Плавкая вставка, включаемая последовательно с защищаемой цепью;

2.Дугогасительная камера.

Требования, предъявляемые к предохранителям:

1.Времятоковая характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого устройства.

2.Времясрабатывание предохранителя при К.З.-нии д.б. минимально возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов.

3.При К.З.-нии предохранители должны обеспечивать селективность защиты.

4.Характеристики предохранителя д.б. стабильными, а разброс их параметров не должен нарушать надёжность защиты.

5.В связи с возросшей мощностью установок предохранители должны иметь высокую отключающую способность.

6.Конструкция предохранителя должна обеспечивать быструю и удобную замену плавкой вставки при её перегорании.

Особенности плавких вставок из легкоплавких металлов:

Процесс работы предохранителя:

На тонкую медную проволоку наносится шарик из олова. При нагреве вставки сначала плавится олово ( t o плавления 232 о С). В месте контакта олова с проволокой начинается растворение меди и уменьшение её сечения. Это вызывает увеличение сопротивления и повышение потерь в этой точке. Процесс длится до тех пор, пока медная проволока не расплавится в точке в точке расположения оловянного шарика. Возникшая при этом дуга расплавляет медную проволоку по всей длине.

Недостатки медной плавкой вставки:

При длительной работе и высокой температуре медная вставка интенсивно окисляется, сечение вставки постепенно уменьшается, что может привести к перегоранию вставки при номинальных токах.

Существуют серебряные плавкие вставки, которые не подвержены тепловому старению.

Предохранители с мелкозернистыми наполнителями. Тип ПН-2 .

Корпус квадратного сечения изготавливается из прочного фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточные плавкие вставки и наполнитель – кварцевый песок. Плавкие вставки привариваются к диску который крепится к пластинам, связанными с ножевыми контактами. Пластины крепятся к корпусу винтами.

Для получения токоограничения вставка имеет суженные сечения. Плавкая вставка разделена на 3 параллельных ветви для более полного использования наполнителя.

Гашение дуги происходит за несколько миллисекунд.

Выпускаются на номинальный ток до 630А.

Выбор предохранителей .

1.Выбор по условиям длительной эксплуатации и пуска.

Температура нагрева предохранителя не должна превышать допустимых значений.

Для этого патрон и плавкая вставка выбираются на номинальный ток равный или несколько больший номинального тока защищаемой установки. Предохранитель не должен отключать установку при перегрузках, которые являются эксплуатационными.

Особенности предохранителей:

Если пуск длится 1 секунду, то среднее значение пускового тока за этот период должно быть не более 0,5 токоплавления вставки за это же время. Таким образом пусковой ток связан с током вставки соотношением:

(пл.вст. - плавления вставки).

Выбор номинального тока вставки по пусковому току нагрузки:

Для тяжёлых условий пуска (привод центрифуги) или в повторно-кратковременном режиме работы двигателя, вставки выбирают:

(I п – пусковой ток двигателя).

Если предохранитель стоит в линии питающей несколько двигателей, плавкую вставку выбирают:

Где I р – расчётный номинальный ток всей линии, равный сумме номинальных токов двигателей; I н.дв.- номинальный ток двигателя; – разность берётся для двигателя у которого она наибольшая.

Для двигателя с фазным ротором, если пусковой ток меньше или равен 2 номинальным токам двигателя плавкую вставку можно выбирать по условию:

Для двигателей работающих в повторно-кратковременном режиме за номинальный принимается ток в режиме ПВ=25%.

На ряду с проверкой вставки по условиям пуска или кратковременной перегрузки необходимо проводить проверку по условиям К.З.-ния.

При: , то время перегорания вставки не превышает 0,2 секунды .

Однако это требование часто не удаётся соблюсти т.к. кратность тока К,З,-ния и номинального тока вставки также определяется мощностью питающего трансформатора и сопротивлением токопроводящих проводов и кабеля. Поэтому допускается применение предохранителей при кратностях:

Но при такой кратности время срабатывания предохранителя может достигать 15 секунд, что создаёт опасность при прикосновении к токоведущим частям и выгоранию изоляции.

При такой кратности предохранители устанавливаются в крайних случаях, когда возгорание проводников не грозит пожаром.

Номинальное напряжение предохранителя должно быть равно номинальному напряжению сети.

	Номинальный ток двигателя: М1=3,7А; М2=5,8А; М3=38А; М4=9,4А; М5=21,5А.
		Кратность пускового тока: М1=6; М2=5,5; М3 и М4 = 6; М5=4,5.
		Пусковой ток двигателя: М1=22,2А; М2=31,9А; М3=228А; М4=56,5А; М5=96,8А.
Двигатель М1 лёгкий пуск.
Двигатель М3 тяжёлый пуск.
Двигатели М2, М4, М5 запускаются одновременно, пуск лёгкий.
Выбрать номинальный ток плавкой вставки (расчёт).
Тяжёлый пуск.
Лёгкий пуск.

Высоковольтные предохранители .

Назначение, предъявляемые требования.

При напряжении выше 3 кВ и частоте f =50Гц применяются высоковольтные предохранители. Процесс нагрева плавкой вставки протекает так же, как в низковольтных предохранителях.

Требования:

Длительность плавления вставки должно быть менее 2-х часов при токе перегрузки 2 I НОМ . и более 1-го часа при токе перегрузки 1,3 I НОМ .

Чаще всего применяются для защиты трансформаторов от токов К.З.-ия.

Ток текущий через предохранитель в номинальном режиме не превышает доли Ампера.

В таких предохранителях время плавления вставки равно 1 минуте при токе

В связи с высоким значением восстанавливающегося напряжения процесс гашения дуги усложняется, поэтому, изменяются габаритные размеры и конструкция высоковольтных предохранителей.

Получили распространение предохранители с мелкозернистым наполнителем и стреляющего типа.

Предохранители с мелкозернистым наполнителем .

Размер зерен и материал такие же, как и в низковольтных предохранителях

(например: кварц).

Для эффективного гашения дуги плавкая вставка берётся малого диаметра.

Возможен расчёт длинны плавкой вставки (в метрах):

Где U Н – номинальное напряжение предохранителя (в кВ).

Предохранители типа ПК.

На напряжение 6-10 кВ содержат фарфоровый цилиндр, армированный по торцам латунными колпаками. Наполнитель в виде песка засыпается через отверстие в колпаке, которое после засыпки запаивается крышкой.

В предохранителях на ток до 7,5 А медная плавкая вставка наматывается на керамический рифленый каркас. Это позволяет увеличить длину плавкой вставки и эффект токоограничения, и следовательно, повысить отключаемый ток. Однако, при перегрузках меньше 3 I НОМ . возможно образование токопроводящего канала из материала каркаса и расплавившейся вставки. В результате этого наступает тепловое разрушение предохранителя. Поэтому предохранители с каркасом следует применять только для защиты от токов К.З.-ия.

При номинальных токах превышающих 7,5А . плавкая вставка выполняется в виде параллельных спиралей. Применение параллельных вставок позволяет увеличить номинальный ток до 100А при номинальном напряжении 3 кВ. При номинальном напряжении 10 кВ номинальный ток предохранителя равен 50А. При токе 200А приходится устанавливать 4 параллельных предохранителя.

Применение параллельных вставок позволяет изготавливать их из медной или серебряной проволоки малого диаметра и сохранять эффект «узкой щели» в процессе дугогашения.

Для снижения температуры предохранителя при небольших продолжительных перегрузках плавкие вставки имеют оловянные шарики. Предохранители этого типа имеют указатели срабатывания. При К.З.-нии плавкая вставка испаряется по всей длине и в цепь вводится длинная дуга горящая в узкой щели и имеющая высокое сопротивление, особенно, в начальной стадии, когда пары металла недостаточно ионизированы.

Предохранители с мелкозернистым наполнителем обладают токоограничением, особенно при больших токах К.З. В длительном режиме интенсивное охлаждение таких плавких вставок позволяет выполнять их с минимальным сечением и снизить ток плавления.

Номинальный ток отключения предохранителей достигает 20 кА при напряжении до 10кВ.

Предохранители серии ПКТН.

на напряжение до 35 кВ имеют внутри керамический корпус с тонкой плавкой вставкой. Плавкая вставка выполняется с 4-х ступенчатым сечением из константановой проволоки. Плавление вставки происходит последовательно по ступеням.

Данный предохранитель обеспечивает защиту высоковольтных шин от повреждения трансформатора напряжения при любой мощности источника питания (ток ограничивается предохранителем).

Предохранители серии ПК и ПКТН работают бесшумно, без выбросов пламени и раскалённых газов.

Перезарядка предохранителей этой серии в эксплуатации не допускается.

Предохранители свыше 35кВ не выпускаются.

Стреляющие предохранители . используются для работы на открытом воздухе при напряжении 10 и 35 кВ. Ток отключения до 15 кА.

Типы: ПСН-10 (на 10 кВ), ПСН-35 (на 35 кВ).

Конструктивное исполнение предохранителя ПСН-35 :

В корпусе установлены 2-е винипластовые трубки, соединенные стальным патрубком. Плавкая вставка присоединяется к токоведущему стержню и гибкому проводнику, соединённому с наконечником. Патрон предохранителя установлен на изоляторах. Изоляторы крепятся к стальному цоколю. Вращающийся контакт действует на наконечник и с помощью своей пружины стремится вытащить гибкий проводник из трубки. При перегорании плавкой вставки образуется дуга, которая соприкасаясь со стенками трубки разлагает их и образующийся при этом газ поднимает давление в трубке. При вытягивании наконечника из трубки длина дуги увеличивается, давление возрастает.

При больших токах мембрана, которая находится в патрубке, разрывается и дуга гасится поперечным дутьём.

Если ток невелик, то дуга гасится продольным потоком газа, который вырывается из трубки после выброса гибкого контакта из трубки.

Длительность горения дуги падает при увеличении тока, время горения дуги 0,04 сек.; при малых токах (800-1000 А) время горения дуги до 0,3 сек.

В процессе гашения вначале дуга имеет небольшую длину, а затем её длина увеличивается по мере выброса гибкого проводника.

Выбор высоковольтных предохранителей .

При определении номинального тока вставки необходимо исходить из условия максимальной длительной перегрузки.

Очень часто обмотка высокого напряжения трансформатора присоединяется через предохранитель. При подаче напряжения на трансформатор возникают пики намагничивающего тока. Среднее значение амплитуды которых достигает 10 I НОМ ., а длительность прохождения примерно 0,1 сек.

Выбранный по номинальному току предохранитель должен быть проверен на прохождение в течении 0,1 секунды с начального намагничивающего тока.

Также необходимо проверить селективность работы предохранителя с выключателями, установленными на стороне высокого и низкого напряжения.

При К.З.-нии в самом трансформаторе время отключения предохранителя должно быть меньше, чем выдержка времени выключателя, установленного на стороне высокого напряжения и ближайшего предохранителя.

При К.З.-нии на стороне низкого напряжения предохранитель должен иметь время плавления больше, чем уставка защиты выключателей на стороне низкого напряжения.

При выборе предохранителя необходимо соблюсти соотношения:

Где - напряжение установки, которую он защищает.

Автоматические воздушные выключатели

Служат для автоматического отключения эл.цепи при перегрузках, КЗ, чрезмерного понижения напряжения питания, изменения направления мощности, а так же для редких включении и отключении в ручную номинальных токов нагрузки.

К автоматам предъявляются следующие требования:

1) токоведущая цепь автомата должна пропускать номинальный ток в течении сколько угодно длительного времени, режим продолжительного включения для автомата является нормальным. Тока ведущая система автомата может подвергаться воздействием большим токам КЗ, (ударный ток КЗ), как при замкнутых контактах, так и при включении на существующие токи КЗ.

2) автомат должен обеспечивать многократные отключения придельных токов КЗ, которые могут достигать 100 килоампер, после отключения этих токов. Автомат должен быть пригоден для дальнейшей эксплуатации.

3) Для обеспечения электродинамической и термической стойкости энергоустановок, автоматы должны иметь малое время отключения. С целью уменьшения габаритов распределительного устройства и повышения безопасности обслуживания необходимо, минимальная зона выхлопа нагретых и ионизированных газов в процессе гашения дуги.

4) Элементы защиты автомата должны обеспечивать необходимые токи, время срабатывания и селективность. В зависимости от вида воздействующей величины, автоматы делятся:

а) На максимальные автоматы по току

б) минимальные автоматы по току

г) минимальные автоматы по напряжению

д) автоматы обратного тока

е) максимальные автоматы, работающие по производной тока

ё) поляризованные максимальные автоматы (отключают цепь при нарастании тока в одном - прямом направлении) и не поляризованные (реагирующие на возрастание тока в любом направлении).

Для построения селективно действующей защиты автоматы должны иметь регулировку тока и время срабатывания.

В некоторых случаях требуется комбинированная защита –максимальная по току и минимальная по напряжению. Автоматы, удовлетворяющие этим требованиям называются универсальными.

Для уменьшения возможности соприкосновения персонала с деталями находящимися под напряжением эти автоматы закрыты пластмассовым кожухом и практически не выбрасывают дугу (бытовые автоматы). Такие автоматы наз.-установочные.

В любом автомате есть основные узлы:

а) токоведущая цепь

б) дугогасительная система

в) привод автомата

г) механизм свободного расцепления и элементы защиты – расцепители

Основные параметры автомата

Собственное и полное время отключение:

а) номинальный длительный ток,

б) номинальное напряжение,

в) предельный ток отключения.

Под собственным временем отключения автомата понимают : время от момента когда ток достигает значения тока срабатывания- I ср.а. до начала расхождения его контактов.

(Ток срабатывания, время размыкания, и гашения дуги.)

Токоведущая цепь и дугогасительная система автомата

Токоведущая цепь

При номинальных токах до 200 ампер, применяется одна пара контактов, которая для увеличения дугостойкости может быть облицована металлокерамикой. При токах выше 200 ампер, применяются двухступенчатые контакты, или пары главных и дугогасительных контактов.

В универсальных автоматах работающих селективно создается определенная выдержка времени при протекании тока КЗ, размыкание контактов в течение этого времени не допустимо.

Дугогасительная система автомата

В автоматах применяются полузакрытое и открытое исполнение дугогасительных устройств.

При больших токах применяются лабиринтно - щелевые камеры и камеры с продольной прямой щелью.

Приводы и механизмы универсальных и установочных автоматов.

1. Приводы. Привод должен обеспечить усилие на контактах необходимое для включения автомата в самом тяжелом случае – на существующее КЗ. Приводы могут быть ручные и электромеханические (электромагнитные).

Ручные приводы применяются на номинальные токи до 200 ампер, при токах до 1 килоампера, применяются электромагнитные приводы обеспечивающие необходимую скорость нарастания давления в контактах.

Обычно электромагнитный привод автомата питается от той же сети что и нагрузка.

В приводе независимого действия энергия необходимая для включения накапливается в заведенной пружине.

В автоматах на токи номинальные 1500 ампер и выше, желательно применения электродвигательного привода.

Электродвигатель соединен с автоматом через зубчатою передачу, даже при потери напряжения кинетической энергии накопленной в быстро вращающем роторе двигателя. Бывает достаточно, что бы закончить процесс включения. Достоинствами этого привода являются : плавный ход механизма и отсутствие ударов.

1. Механизм передачи усилия от привода к контактам . Передает движение от привода к контактам и удерживает их во включенном положении, освобождает контакты при отключении автомата, сообщает контактам скорость необходимую для гашения дуги, фиксирует контакты в отключенном положение и подготавливает автомат для нового включения.

Расцепители автоматов

Отключение автоматов происходит под действием расцепителей. Наиболее распространены максимальные расцепители. Для защиты оборудования от перегрузок необходимо, что бы время токовое характеристик расцепителя была, возможно, ближе к характеристики защищаемого объекта. В максимальных расцепителях широко используются электромагнитные системы и тепловые системы с биметаллической пластиной.

Электромагнитный расцепитель обладает высокой электродинамической и термической стойкостью, а так же стойкостью к механическим воздействиям.

Обмотка электромагнита включается последовательно с нагрузкой.

Регулирование тока срабатывания может производится за счет натяжения противодействующей пружины расцепители или изменения числа витков обмотки расцепителя.

Выдержки времени зависимые от тока нагрузки создаются замедляющими устройствами, осуществляющими демпфирование за счет вязкости жидкости или газов.

Наиболее просто зависящая от тока выдержка времени получается с помощью тепловых расцепителей аналогичных по конструкции как тепловые реле.

Недостатки: расцепителей (тепловых): 1) Слабая термическая стойкость требует быстрого отключения при отключении больших токов. 2) С ростом отключаемого тока растет усилие необходимое для расцепления автоматов, поэтому тепловой расцепитель применяется при токах до 200 ампер. 3) Выдержка времени тепловых зависит от температуры окружающей среды. 4) Разброс в токе срабатывания у тепловых расцепителей примерно в два раза больше чем у электромагнитных. 5) Малая термическая стойкость тепловых расцепителей определяет малую допустимую длительность КЗ, что затрудняет получения необходимой селективности.

Для дистанционного отключения автомата устанавливается независимый электромагнитный расцепитель. Электромагнит, которого может быть как постоянного, так и переменного тока. Обмотка этого электромагнита рассчитывается на кратковременный режим работы.

Номинальное напряжение расцепителя берется не выше 220 вольт, если источник питания имеет больше высокое напряжение, то ставится добавочный резистор.

Выбор автоматических выключателей

1. Номинальное напряжение автомата должно быть больше или равно номинальному напряжению сети.

2. Ток номинальный автомата должен быть больше или равен номинальному току нагрузки.

3. Для автомата защиты двигателя работающего в повторно коротко-временном режиме номинальный ток электромагнитного расцепителя принимается равным току двигателя в режиме ПВ=25%.

4. Для автомата защиты двигателя с короткозамкнутым ротором ток уставки электромагнитного расцепителя:

I уст.эм.р. больше или равно (1.5 до 1.8) I ном. Пусковой

5. Для двигателя с фазным ротором:

I уст.эм.р. больше или равно (2.5 до 3) I ном.

6. для группы короткозамкнутых двигателей:

I уст.эм.р. больше или равно (1.5 до 1.8) –тетрадь

Разность берется для двигателей, у которых она наибольшая.

7. Для группы двигателей с фазным ротором:

Тетрадь №2

8. Для двигателей работающих в тяжелом или повторно коротко-временно режиме, номинальный ток теплового или комбинированного расцепителя:

Тетрадь №3

Выбор по току КЗ

1. для автоматов с электромагнитным расцепителем:

тетрадь №4

1. для автоматов с комбинированным расцепителем:

тетрадь №5

Предельный ток отключения автомата I откл.а. должен быть не менее тока КЗ.

Выключатели переменного тока высокого напряжения

Общие сведения

1. Назначение и основные параметры.

Выключатели высокого напряжения предназначены для коммутации цепей переменного тока с напряжением 3 киловольта и выше, во всех режимах возможных в эксплуатации:

Режимы:

Включение и отключение номинальных токов, токов КЗ, токов холостого хода трансформаторов и емкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий.

Основные параметры выключателей:

Номинальное напряжение, номинальный ток, номинальный ток термической стойкости, номинальный ток электродинамической стойкости, номинальный ток отключения, номинальный ток включения, собственное время включение и отключение выключателя, полное время включение и отключение.

1. Номинальный ток отключения .

Номинальный ток отключения - это наибольший ток, который выключатель способен надежно отключать при возвращающемся напряжении между фазами равном наибольшему рабочему напряжению сети.

Значение номинального тока отключения характеризует отключающую способность выключателя.

Сохранность энергетического оборудования бесперебойность энергоснабжения, а так же устойчивость параллельно работающих систем требует, что бы длительность КЗ отграничивалась временем от 0.05 до 0.1 сек.

3 . Номинальный ток включения.

Это наибольший ток короткого замыкания, на который выключатель включается без сваривания контактов и других повреждении, препятствующих его дальнейшей работы.

Время включения отключателя - это время от подачи команды на включение до полного завершения операции включения.

Формула амплитуды ударного тока КЗ:

Тетрадь №6

4. Требования к выключателям.

1. Требование. Особы высокое надежность работы во всех эксплутационных режимах

2. Отключение выключателя любых нагрузок не должно сопровождаться перенапряжениями опасными для изоляции элементов установки.

3. Отключение цепи при КЗ должно происходить за минимальное возможное время.

4. Выключатель должен обеспечивать надежное отключение цепи при условиях восстановления напряжения.

5. Выключатель должен допускать возможное большее число отключении КЗ без ревизии и ремонта.

Современные выключатели могут отключать без ревизии до 10 КЗ.

6. Отключение КЗ не должно сопровождаться выбросом из него пламени и раскаленных газов.

5. Классификация выключателей.

Выключатели классифицируются по методу гашения дуги.

По виду изоляции токоведущих частей между собой и на землю.

По принципам, заложенным в конструкцию дугогасительного устройства.

В масленых выключателях дуга образующаяся между контактами горит в трансформаторном масле. Под действием энергии дуги масло разлагается и образующиеся при этом газы и пары используются для ее гашения.

В зависимости от способа изоляции токоведущих частей различают:

баковые выключатели и маломасленные выключатели .

В баковых выключателях токоведущие части изолируются между собой и от земли с помощью масла находящегося в стальном баке, соединенном с землей.

В маломасленных выключателях изоляция производится с помощью твердых диэлектриков и масла.

В воздушном выключателе в качестве гасящей среды используется сжатый воздух, находящийся в баке под давлением от 1 до 5 мегапаскалей. Изоляция токоведущих частей между собой осуществляется с помощью твердых диэлектриков и воздуха.

В элегазовых выключателях гашение дуги осуществляется за счет охлаждения ее в двигающемся с большой скоростью элегазом, который и используется как изолирующая среда. Не он ионизированный газ.

В электромагнитных выключателях установлена дуга гасительное устройство в виде лабиринтно - щелевой камеры из твердого диэлектрика. Гашение дуги происходит за счет увеличения сопротивления дуги, вследствие ее интенсивного удлинения и охлаждения.

В вакуумных выключателях контакты расходятся под вакуумом (давление равно =10 минус 4 степени паскаля) возникающая при расхождении контактов дуга быстро гаснет благодаря интенсивной диффузии зарядов в вакууме.

Маломасленные выключатели

С целью уменьшения габаритных размеров и массы изоляция в основном осуществляется из твердых материалов.

Тип ВМП-10-выключатель масленый, подвесного типа.

Предназначен для работы при номинальном напряжении 10 Киловольт, номинальный ток зависит от контактной системы, и изменяется от 600 до 3200 ампер. Номинальный ток отключения достигает 31,5 Килоампер, при напряжении 10 Киловольт, номинальная мощность 550 Мегавольт ампер. Полное время отключения 0.12-0.13 секунды.

Дугогасительное устройство собирается из пластин фибры, детинакса, электрокартона, в которых вырезаны отверстия образующие каналы и полости для гашения дуги. Каждый из трех каналов сначала идет вертикально потом горизонтально. Камера гашения дуги заполнена трансформаторным маслом.

Принцип действия

При максимальном значении КЗ, создается давление, под действием этого давления масло сжимает воздух в воздушном буфере и в нем аккумулируется энергия. Масло разлагается, образующиеся газы создают в камере определенное давление, возникает газовое дутье, и дуга гасится. Газы, образующиеся в процессе гашения дуги выходят через зигзага образный канал. Во избежание выброса масла через этот канал, в его верхней части установлен специальный масло отделитель.

Маломасленные выключатель серии ВМТ

Выпускается на напряжение 110 и 220 Киловольт, с номинальным током 1000 ампер, номинальный ток отключения 20 Килоампер, время отключения 0.08 секунды, время включение 0.15 секунды.

Включение трех полюсов производится одним пружинным приводом.

Полюс состоит:

1. Нижний токоподвод
2. Подвижный контакт круглого сечения
3. Дугогасительная камера
4. изолятор
5. колпак
6. расширительный объем
7. масло-указатель
8. верхний токоподвод
9. неподвижный контакт

Внутренняя полость дутьевого устройства герметизирована и на верху находится расширительный объем, в котором имеется воздух или азот под давлением 0.5 – 1 мегапоскаль. При отключение емкостных токов, не нагруженных линии наличие расширительного объема облегчает гашение дуги. Сама дуга из-за малости тока не может создать необходимое давление газа. Дугогасительное устройство выключателя залито трансформаторным маслом. При отключении подвижного контакта между ним и неподвижным контактом загорается электрическая дуга, в камере быстро поднимается давление. В выключателе используется камера встречно поперечного дутья. Под давление образовавшихся газов, масляный поток подводится из каналов перпендикулярно дуге, при этом масло образует газопаровую смесь, которая вытекает через дутьевые щели. При этот столб дуги интенсивно охлаждается, и дуга гаснет за 0.02-0.03 секунды.

Включение выключателя (включающих пружин) происходит с помощью электродвигателя мощностью 1.1 Киловата, за 20 секунд.

Для обеспечения работы при низких температур выключатель снабжен электро-подогревающим устройством.

Выключатели на напряжение 220 Киловольт имеют два разрыва. Каждый полюс смонтирован на отдельной раме.

Преимущество с баковым и воздушными включателями:

1. меньшие масса и габаритные размеры при малом объеме масла
2. Дугогасительное устройство всегда готово к работе не зависимо в наличии
3. осмотр и ремонт дугогасительных камер возможен без слива масла
4. путем применения унифицированных узлов, выключатели выпускаются на напряжение до 500 киловольт

Недостатки:

1. менее надежны в работе чем баковые изоляционные материалы-опорные изоляции, рубашки- подвержены
2. номинальный ток отключения у маломасленные выключателей, ниже, чем у масляных
3. они не допускают установки в встроенных в трансформаторов тока.

Отделители, разъединители короткозамыкатели.

Общие сведения.

Разъединители - служат для включения и отключения цепи высокого напряжения либо при токах значительно меньше номинальных токах, либо в случаях, когда отключается номинальный ток не достаточный для образования дуги. При этом они образуют видимый разрыв цепи. Чаще всего они применяются при разрыве цепи для ремонтных работ на оборудование. Так же используются для отключения емкостных токов, токов холостого хода трансформатора. Возможно их использование для перевода их нагрузки с одной ветви на другую, при условии, что напряжение на этих ветвях равно падению напряжению на этих ветвях (дуга не образуется).

Требования

1. Контактная система должна иметь термическую и динамическую стойкость и надежно пропускать номинальный ток.
2. Разъединитель и механизм его привода должны надежно удерживаться во включенном положении при протекании токов КЗ.
3. Промежуток между разомкнутыми контактами должен иметь повышенную электрическую прочность.
4. Привод разъединителя целесообразно блокировать с выключателя, то есть операции с разъединителем должны быть возможны, только когда выключатель отключен.

Отделители и короткозамыкатели.

Короткозамыкатель -это быстродействующий контактный аппарат, с помощью которого создается искусственное КЗ сети. Его ставят перед трансформатором.

Отделитель – представляет собой разъединитель, который быстро отключает обесточенную цепь после подачи команды на его привод. В обычном разъединители скорость отключения крайне мала, а в отделители длиться всего от 0.5-1 сек.

Работает только без токовой паузы. При небольших бросках напряжения, на него приходит сигнал, если не приходит сигнал (ток) то он разрывает сеть.

Реакторы

Это электрический аппарат в виде катушки с неизменной индуктивностью для ограничения токов КЗ примерно на 35-35%, и поддержания напряжения на шинах при работе в аварийном режиме. Переводит в тепло.

В номинальном режиме обмотка якоря нагревается, мощность, выделяемая обмотки якоря в виде тепла может составлять до нескольких 10 киловат. При прохождении тока КЗ, температура реактора быстро повышается, поэтому остальными параметрами реактора являются – длительный номинальный ток и ток термической стойкости отнесенный к определенному времени.

Основными параметрами реактора являются :

1. номинальное напряжение
2. номинальный ток
3. реактивное сопротивление
4. ток термической стойкости для определенного времени
5. ток динамической стойкости

Аппараты распределительных устройств низкого и высокого напряжения

М1

РШ

380 V

0,4 кВ

I К.З.

К.З.

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать
70815.		Проблемы и развития кредитной политики ОАО «АСБ Беларусбанк»	262.09 KB
	Актуальность темы дипломной работы обусловлена тем, что сектор банковского кредитования физических и юридических лиц является, пожалуй, наиболее динамично развивающимся сегментом финансового рынка. Кредиты с каждым днем становятся все доступнее: снижаются ставки, расширяется линейка предлагаемых продуктов...
70817.		Изучение особенностей формирования мыслительной деятельности дошкольников с интеллектуальной недостаточностью в процессе использования дидактических игр	174.85 KB
	Многочисленные исследования позволили выявить общие закономерности развития психических процессов нормальных и аномальных детей. В современной психолого-педагогической литературе отмечается что отличительной особенностью деятельности детей с интеллектуальной недостаточностью являются...
70818.		Психологические характеристики удовлетворенности браком в зависимости от стажа семейной жизни	778 KB
	В психологии значительная часть исследований посвящена изучению семьи и внутрисупружеских отношений. Изучение семьи и брака приходится на период до середины 90-х годов XX века. Характерен интерес к проблеме сходства и различия супругов в плане личностных характеристик...
70819.		Разработка предложений по совершенствованию методики оценки кредитоспособности физических лиц в ТКС Банк (ЗАО)	108.27 KB
	В мировой практике развитие экономики неразрывно связано с кредитом, который в свою очередь в различных формах проникает во все сферы хозяйственной жизни. Активная работа коммерческих банков в области кредитования является непременным условием успешной конкуренции этих учреждений...
70820.		Учет заработной платы в филиале ОГУ «Центр социальных выплат населению г. Галича и Галичского района: состояние и совершенствование	151.38 KB
	Актуальность выбранной темы исследования объясняется зависимостью величины заработной платы от уровня жизни населения любой страны. Для подавляющего большинства людей заработная плата является основным источником дохода.
70821.		Управление дебиторской задолженностью (на примере ЗАО «Страховая группа «Спасские ворота»)	1.17 MB
	Научная разработанность исследования заключается в разработке научно обоснованных теоретических подходов, принципов по управлению дебиторской задолженностью, а также практических рекомендаций и методических положений по совершенствованию этого процесса...
70822.		Измерения активного сопротивления	564.5 KB
	Получение навыков измерения активного сопротивления. Ознакомление с методами измерения активного сопротивления. Ознакомьтесь с принципами организации измерения активного сопротивления косвенным методом.
70823.		УПРОЩЕННАЯ ПРОЦЕДУРА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРЯМЫХ ИЗМЕРЕНИЙ С МНОГОКРАТНЫМИ НАБЛЮДЕНИЯМИ	401 KB
	Ознакомление с упрощенной процедурой обработки результатов прямых измерений с многократными наблюдениями. Знакомство с методами планирования количества наблюдений получение навыков обработки результатов наблюдений и оценивания погрешностей результатов измерений.