Устройство автоматического выключателя серии А3700

Автоматический выключатель серии А3700 состоит из контактной системы, дугогасительного устройства и механизма управления, смонтированных на общем пластмассовом основании, закрытом крышкой 1.

Подвижные контакты укреплены на контактных рычагах 13. Неподвижные контакты 15 припаяны к медным, шинам, уложенным на дно основания, и снабжены зажимами для присоединения к ним шин распределительного устройства или проводов питающей сети.

Для предохранения от разрушающего воздействия дуги на рабочих поверхностях контактов имеются напайки из металлокерамики Подвижный и неподвижный контакты каждого полюса автомата разделены пластмассовыми перегородками и заключены в съемные дугогасительные камеры 8. Каждая камера состоит из нескольких стальных пластин, закрепленных на фибровом каркасе 2 так, что между ними образуются узкие, расходящиеся кверху щели. При отключении автомата образовавшаяся на его контактах дуга благодаря магнитному полю, создаваемому токами дуги, втягивается в пространства между пластинами, образующими деионную решетку дугогасительного устройства, дробится на ряд мелких дуг и, интенсивно охлаждаясь о поверхность пластин, быстро гасится. Автомат имеет рукоятку ручного управления 5.

Держатели подвижных контактов соединены с общим стальным изолированным валиком, а через пружинный механизм при помощи системы рычагов - с рукояткой 5. 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 видам защиты автоматы этой серии разделяют на следующие: с электромагнитными расцепителями, обеспечивающими защиту от коротких замыканий; с тепловыми расцепителями, обеспечивающими защиту от перегрузок; с комбинированными расцепителями (электромагнитным и тепловым); с расцепителями минимального напряжения, осуществляющими нулевую защиту.

Расцепители токовой защиты могут быть выполнены для токоограничивающих выключателей на полупроводниковых, биметаллических и электромагнитных элементах; для селективных выключателей - на полупроводниковых элементах. Кроме того, выключатель может иметь расцепитель минимального напряжения и независимый отключающий расцепитель для дистанционного отключения выключателя.

Электромагнитные расцепители срабатывают мгновенно, а тепловые - с выдержкой времени, зависящей от значения протекающего тока нагрузки.

По положению рукоятки управления определяют, включен или выключен автомат. Если рукоятка находится в верхнем положении, автомат включен, если в среднем (промежуточном) и нижнем - отключен.

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 («отключено»), ввести в зацепление рычаги механизма, а затем поднять рукоятку до крайнего верхнего положения.

Рисунок 4.2 - Автомат А3700

1 - крышка, 2 - каркас деионной решетки, 3 - дугогасительная камера с деионной решеткой, 4 - перекидные пружины, 5 - рукоятка включения, 6 - ломающиеся рычаги, 7 - рычаг, 8 - собачка расцепителя, 9 - термобиметаллический элемент, 10 - рейка, 11 - якорь электромагнита, 12 - сердечник электромагнита, 13 - контактный рычаг, 14 - подвижный контакт, 15 - неподвижный контакт,

16 - основание.

Автоматические выключатели АЕ-2000. Назначение и область применения таких выключателей, а также характеристики расцепителей те же, что и для выключателей серии А-3700 на токи до 100 А. Их выпускают в одно-, двух- и трехполюсном исполнении с комбинированными и электромагнитными расцепителями следующих типов: АЕ-2010 - номинальный ток комбинирован­но расцепителя 0,6 - 10 А, динамическая устойчивость до 5 кА, такая же, как и для АЕ-2030; А Е-2030 - номинальный ток комбинированного расцепителя 10… 25 А; АЕ-2040 номинальный ток комбинированного расцепителя 10…63 А; динамическая устойчивость 3 кА; АЕ-2050 - поминальный ток комбинированного расцепителя 16 - 100 А, динамическая устойчивость 20 кА.

Верхний предел тока расцепителя комбинированного выключателя соответствует номинальному току этого выключателя.

Из рассмотрения основных типов автоматических выключателей следует, что защита перегрузки обеспечивается:

1) тепловыми расцепителями, действующими с выдержкой вре­мени, обратно зависимой от величины тока перегрузки;

2) расцепителями с часовым механизмом (с обратно зависимой от тока характеристикой);

3) электромагнитными расцепителями с выдержкой времени, до­статочной для снижения пускового тока электродвигателя до нор­мального;

4) тепловыми реле с нагревательными элементами магнитных пус­кателей.

 

Контрольные вопросы

1. Назначение автоматического выключателя.

2. Перечислите основные характеристики автоматов.

3. Перечислите знакомые вам марки автоматов.

4. Где применяются автоматы марки АЕ-2000?

5. Чем обеспечивается защита перегрузки электрических сетей?

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5

 

Тема: Изучение реле времени

Цель: Изучить устройство и принцип действия реле времени. 

 

Задание

 

1. Зарисовать конструктивный рисунок реле времени.

2. Описать назначение и устройство реле времени.

3. Ответить на контрольные вопросы.

 

Теоретические сведения

Назначение реле. Реле времени предназначены для использования в схемах релейной защиты и системах автоматики для селекции управляющих сигналов по длительности, либо для передачи их в контролируемые электрические цепи с установленной задержкой во времени.

В электромагнитных реле времени переменного тока выдержка времени создается с помощью замедляющих механизмов (часового, пневматического, моторного).

 

Реле времени с электромагнитным замедлением

 

Рисунок 5.1 - Конструкция реле времени с электромагнитным замедлением типа РЭВ-800.

Магнитная цепь реле состоит из магнитопровода1, якоря 2 и немагнитной прокладки 3. Магнитопровод укрепляется на плите 4 с помощью литого алюминиевого цоколя 5. Этот же цоколь служит для крепления контактной системы 6. На ярме прямоугольного сечения магнитопровода устанавливается короткозамкнутая обмотка в виде сплюснутой гильзы 8. Намагничивающая обмотка 7 устанавливается на цилиндрическом сердечнике. Якорь вращается относительно стержня 1 на призме. Усилие, развиваемое пружиной 9, изменяется с помощью корончатой гайки 10, которая фиксируется после регулировки с помощью шплинта. Магнитопровод реле выполняется из стали ЭАА. Сердечник катушки имеет круглое сечение, что позволяет применять катушку цилиндрической формы, удобную в производстве. Стержень 1 имеет сечение вытянутого прямоугольника, что увеличивает длину линии касания якоря с торцом ярма и повышает механическую износостойкость реле.

Для получения большого времени при отпускании необходимо иметь высокую магнитную проводимость рабочего и паразитного зазоров в замкнутом состоянии магнитной системы. С этой целью торцы ярма и сердечника и прилегающая к ним поверхность якоря тщательно шлифуются.

Литое основание из алюминия создает дополнительный короткозамкнутый виток, увеличивающий выдержку времени (в схеме замещения все короткозамкнутые обмотки заменяются одним витком с суммарной электрической проводимостью).

У реальных магнитных материалов после отключения намагничивающей обмотки поток спадает до Фост, который определяется свойствами материала магнитопровода и геометрическими размерами магнитной цепи. Чем меньше коэрцитивная сила магнитного материала при заданных размерах магнитной цепи, тем ниже величина остаточной индукции, а, следовательно, остаточного потока. При этом возрастает наибольшая выдержка времени, которая может быть получена от реле. Применение стали ЭАА позволяет увеличить выдержку времени реле.

Выдержка времени при прочих равных условиях определяется начальным потоком Фо уравнения. Этот поток определяется кривой намагничивания магнитной системы в замкнутом состоянии. Поскольку напряжение и ток в обмотке пропорциональны друг другу, то зависимость Ф(U) повторяет, только в другом масштабе, зависимость Ф(Iw). Если система при номинальном напряжении не будет насыщена, то поток Фо будет в сильной степени зависеть от питающего напряжения. При этом выдержка времени также будет зависеть от напряжения, приложенного к обмотке.

 

Рисунок 5.2 - Электромагнитное реле времени с часовым замедляющим механизмом

 

В реле ЭВ-100 и ЭВ-200 выдержка времени создается часовым механизмом (рисунок 5.2). Принцип работы реле следующий. Ведущая пружина 11 нормально растянута (заведена) и удерживается в таком положении пальцем 6, который упирается в верхнюю часть якоря 7. При поступлении напряжения на обмотку 9 якорь 7 втягивается и сжимает возвратную пружину 10, освобождая при этом палец 6. При этом под действием освобожденной ведущей пружины 4 зубчатый сектор 3, закрепленный на оси 5, начинает вращаться и вращать сцепленную с ним шестерню 18. Шестерня 18 соединена с валиком, на который насажена контактная траверса 22. В начале вращения валик зацепляется с ведущей шестерней 17 с помощью фрикционного устройства 12, насаженного на ось 11. Устройство 12 выполняет функции храповой шестерни и храповой пружины.

Ведущая шестерня 17 через трубку 16 и шестерни 13 и 14 связана с часовым механизмом 20, 19, 15. Часовой механизм позволяет контактной траверсе 22 двигаться с определенной скоростью. Выдержка времени определяется временем движения траверсы и начальным положением подвижных контактов 2 относительно неподвижных и проскальзывающих 21. Изменением положения неподвижных и проскальзывающих контактов по шкале реле обеспечивается регулировка времени срабатывания. Кроме контактов с регулируемой выдержкой времени имеются переключающие контакты мгновенного действия 8, которые переключаются при втягивании якоря. При исчезновении напряжения реле мгновенно возвращается в исходное положение.

Реле ЭВ-100 применяются для работы на постоянном оперативном токе 24, 48, 110 и 220 В, реле ЭВ-200 - на переменном оперативном токе 110, 127, 220 и 370 В. Обмотки реле времени переменного тока типов ЭВ-215 - ЭВ-245 постоянно находятся под напряжением. Реле срабатывают при снятии напряжения, при подаче напряжения реле мгновенно возвращаются в исходное положение.

 

В качестве электромеханических реле времени также применяют моторные реле времени с синхронными микродвигателями (рисунок 15.3).

Рисунок 15.3 – Моторное реле времени

 

При срабатывании реле РТ защищаемого элемента от промежуточного трансформатора ТТ, размещенного в кожухе реле времени, подается необходимое напряжение, при котором микродвигатель 4 через передаточный механизм 3 начинает двигать рычаг 2 со скоростью, определяемой частотой тока в сети. На рычаге 2 укреплен подвижный элемент контакта 1a. Через выдержку времени, устанавливаемую положением неподвижного элемента контакта 16, последний замыкается, и реле времени срабатывает.