Практическая работа № 1 Изучение конструкции и ремонт коммутационных аппаратов напряжением до 1000 В

5. По видам расцепителей: с максимальным расцепителем тока; с независимым расцепителем; сминимальным или нулевым расцепителем напряжения.

Отключение

Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времениотключения t_с, о (промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошел установленное длянего значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (t_с, о =0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (t_с, о <0,005 с).

Нормальные и селективные автоматические выключатели токоограничивающим действием не обладают.Быстродействующие выключатели, так же как предохранители, обладают токоограничивающим действием,так как отключают цепь до того, как ток в ней достигнет значения І_у.

Селективные автоматические выключатели позволяют осуществить селективную защиту сетей путёмустановки автоматических выключателей с разными выдержками времени: наименьшей у потребителя иступенчато возрастающей к источнику питания.

Предохранители - это электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и токов перегрузки. Преимущественно предохранители используются для защиты от токов короткого замыкания, а для защиты от токов перегрузки в большинстве случаев предпочтение отдается тепловым реле и автоматическим выключателям.
Основной элемент предохранителя - плавкая вставка постоянного или переменного сечения, которая при токах срабатывания сгорает (плавится с последующим возникновением и гашением электрической дуги), отключая электрическую цепь.

Любая электрическая система работает на балансе подводимой и потребляемой энергий. Когда в схему электрооборудования подается напряжение, то оно прикладывается к определенному сопротивлению цепи. В итоге на основании закона Ома вырабатывается ток, благодаря действию которого совершается работа.

При нарушениях изоляции, ошибках монтажа, аварийном режиме сопротивление электрической цепи плавно снижается или резко падает. Это ведет к соответствующему возрастанию тока, который при достижении величины, превышающей номинальное значение, причиняет вред оборудованию и человеку.

Вопросы безопасности всегда были и будут актуальны при использовании электрической энергии. Поэтому защитным устройствам постоянно придается повышенное внимание. Первые такие конструкции, названные предохранителями, широко используются до настоящего времени.

Рис.8

Электрический предохранитель является частью рабочей цепи, врезается в рассечку питающего провода, должен надежно выдерживать рабочую нагрузку и защищать схему от появления сверхнормативных токов. Эта функция заложена в основу его классификации по номинальному току.

По применяемому принципу действия и способу разрыва схемы все предохранители подразделяют на 4 группы:

1. с плавкой вставкой;

2. электромеханической конструкции;

3. на основе электронных компонентов;

4. самовосстанавливающиеся модели с нелинейными обратимыми свойствами после действия сверхтоков.

Плавкая вставка

Предохранители этой конструкции имеют в своем составе токопроводящий элемент, который под действием тока с величиной, превышающей номинальное установленное значение, расплавляется от перегрева и испаряется. Этим обеспечивается снятие напряжения со схемы и защита ее.

Плавкие вставки могут быть изготовлены из металлов, например, меди, свинца, железа, цинка или отдельных сплавов, обладающих таким коэффициентом термического расширения, который обеспечивает защитные свойства электрооборудования.

Характеристики нагрева и охлаждения проводников для электрооборудования при установившемся рабочем режиме приведены на рисунке.

Рис.9

Работа плавкой вставки под расчетной нагрузкой обеспечивается созданием надежного баланса температур между теплом, выделяемым на металле от прохождения по нему рабочего электрического тока, и отводом тепла в окружающую среду за счет рассеивания.

При возникновении аварийных режимов это равновесие быстро нарушается.

Металлическая часть плавкой вставки при нагреве увеличивает значение своего активного сопротивления. Это вызывает больший разогрев, поскольку выделяемое тепло прямо пропорционально величине I2R. При этом снова возрастает сопротивление и выделение тепла. Процесс продолжается лавинообразно до тех пор, пока не наступает расплавление, закипание и механическое разрушение плавкой вставки.

При разрыве цепи внутри плавкой вставки возникает электрическая дуга. Через нее до момента полного погасания проходит опасный для установки ток, который меняется по характеристике, показанной на рисунке ниже.

Рис.10

Основным эксплуатационным параметром плавкой вставки является его времятоковая характеристика, определяющая зависимость кратности аварийного тока (относительно номинального значения) ко времени срабатывания.

Для ускорения работы плавкой вставки при малых кратностях аварийных токов используются специальные технические приемы:

· создание форм переменного сечения с зонами уменьшенной площади;

· применением металлургического эффекта.

Рис.11

Изменение сечения

На сужениях пластин увеличивается сопротивление и создается большее выделение тепла. В нормальном режиме работы эта энергия успевает равномерно распространиться по всей поверхности, а при перегрузках создаются критические зоны на узких местах. Их температура быстро достигает состояния, при котором металл плавится и разрывает электрическую цепь.

Для увеличения быстродействия пластины делают из тонкой фольги и применяют их в несколько слоев, включенных параллельно. Перегорание любого участка на одном из слоев ускоряет срабатывание защиты.

Оформление отчета.

1.записать название и цель работы;

2.Внимательно прочесть содержание работы и письменно ответить на следующие вопросы:

2.1.Понятие о коммутационных аппаратах (КА) и их выды; 2.2.Параметры (КА);

2.3.Рубильники: назначение, устройство, обозначение (табл. 1);

2.4.Рубильники типа «Р»: использование и параметры (табл. 1);

2.5.Из каких элементов состоит рубильник (рис.3);

2.6.Назначение, достоинства и недостатки пакетных выключателей (ПВ);

2.7.Устройство ПВ; 2.8.Структурное обозначение ПВ;

2.9.Понятие о переключателях; 2.10.Безконтактные переключатели;

2.11.Назначение автоматических выключателей (АВ);

2.12.Роль АВ в электрических сетях; 2.13.Как устроен АВ?

2.14.Тепловой, магнитный и комбинированный расцепители;

2.15.Как происходит отключение АВ? 2.16.Понятие о предохранителях;

2.17.Что происходит в электрических сетях при нарушении электрической изоляции?

2.18.Устройство предохранителя;

2.19.Охарактеризовать плавкую вставку, описать процесс разрушения плавкой вставки (Рис.9);

2.20.К чему приводит изменения сечения плавкой вставки (Рис.10)?

2.21.Описать металлический эффект в предохранителях.

2.22.Что включает ремонт рубильников?

2.23.Для чего пользуются щупом при ремонте рубильников?

2.24.Какова должна быть глубина вхождения ножей в губки?

2.25.Какой должна быть неодновременность входа ножей?

2.26.Когда контактные ножи подлежат замене?

2.27.Особенности ремонта неподвижных контактов рубильников;

2.28.Основные моменты при ремонте изоляционной панели. Измерение сопротивления.

Практическая работа № 1 Изучение конструкции и ремонт коммутационных аппаратов напряжением до 1000 В

Цель работы: Изучить устройство, разновидности, принцип действия и другие особенности основных коммутационных аппаратов напряжением до 1000 В.

Коммутационный аппарат — аппарат, предназначенный длявключения или отключения тока в одной или несколькихэлектрических цепях.^[1][2][3]

Коммутационный аппарат — электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и снятия напряжения с части электроустановки.^[4]

Механический коммутационный аппарат — коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания и размыкания одной или более электрических цепей с помощью разъединяемых контактов.^[5]

В общем случае можно разделить все коммутационные аппараты на два типа:

1. Контактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию путем перемещения его контакт-деталей относительно друг друга

2. Бесконтактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию без перемещения и разрушения его деталей.

Рис. 1

Автоматы Schneider Electric

Основными электрическими коммутационными аппаратами являются:

· выключатель

· выключатель нагрузки

· отделитель

· разъединитель

· автоматический выключатель

· устройство защитного отключения

· дифференциальный автомат

· контактор

· реле

· рубильник

· пакетный выключатель

· предохранитель

Параметры коммутационных аппаратов[править | править вики-текст]

· Воздействующая величина — Физическая величина, на которую коммутационный аппарат предназначен реагировать.

· Уставка по воздействующей величине — Заданное значение величины срабатывания или несрабатывания, на которое отрегулирован аппарат

· Уставка по времени — Значение выдержки времени, на которое отрегулирован аппарат

· Диапазон уставки — Область значений уставки, на которые может быть отрегулирован аппарат

· Время включения — Интервал времени с момента подачи команды на включение коммутационного аппарата до момента появления заданных условий для прохождения тока в его главной цепи

· Собственное время включения — Интервалы времени с момента подачи команды на включение контактного аппарата до момента соприкосновения заданного контакта

· Собственное время отключения — Интервал времени с момента подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения контактов полюса, размыкающего последним

· Полное время отключения цепи — Интервал времени с момента подачи команды на отключение коммутационного аппарата до момента прекращения тока во всех полюсах аппарата

· Времятоковая характеристика — Зависимость времени срабатывания коммутационного аппарата от тока в его главной цепи

· Ток отключения — Принятое значение ожидаемого тока в цепи, отключенной аппаратом, в заданный момент времени

· Ток включения — Принятое значение ожидаемого тока в цепи, включенной аппаратом, в заданный момент времени