Автоматические воздушные выключатели и их характеристики.

Автоматические воздушные выключатели выпускают в одно-, двух- и трехфазном исполнении постоянного и переменного тока. Они снабжаются специальным устройством релейной защиты, которое в зависимости от типа выключателя выполняется в виде то­ковой отсечки, токовой защиты с зависимой от тока выдержкой времени или в виде двухступенчатой токовой защиты. Для этого ис­пользуют рассмотренные выше электромагнитные и тепловые пер­вичные реле прямого действия, а также полупроводниковые реле (см. § 2.3; 3.3; 4.2). Эти реле, как указывалось, принято называть расцепителями.

Основными характеристиками автоматического выключателя являются номинальные ток I _а.ном и напряжение U _а.ном выключа­теля, номинальный ток расцепителя I _рц.ном, ток уставки (ток сра­батывания) расцепителя (защиты) I _{с. з .}

Номинальным током автоматического выключателя называют наибольший ток, при котором выключатель может работать в тече­ние неограниченно длительного времени. Номинальное напряжение выключателя равно напряжению электрической сети, для работы в которой он предназначен.

Номинальным током расцепителя называют ток, длительное прохождение которого не вызывает срабатывания расцепителя. Током уставки расцепителя I_с.з. называют наименьший ток, при прохождении которого расцепитель срабатывает. Двухступенча­тая защита имеет две уставки тока срабатывания: замедленного срабатывания при перегрузках I _с.з.п и мгновенного срабатывания при коротких замыканиях I _{с.з.к .}

Расцепители автоматических выключателей А3100. Эти автома­тические выключатели являются основной и наиболее массовой серией применяемых в настоящее время выключателей. Защита от перегрузки выполняется у них тепловым реле (тепловым расцепителем), рассмотренным выше (см. § 4.2). Его уставку нельзя изме­нить в условиях эксплуатации (ненастраиваемый расцепитель). Выключатели А3160 снабжаются только тепловым расцепителем.

Сочетание теплового расцепителя с максимальным электромаг­нитным расцепителем мгновенного действия позволяет выполнить двухступенчатую защиту, при перегрузках действующую с выдерж­кой времени, а при коротких замыканиях — мгновенно. Такое устройство называют комбинированным расцепителем. В условиях эксплуатации его характеристику также нельзя изменить. Защит­ные характеристики комбинированных расцепителей автоматичес­ких выключателей А3110 даны на рис. 5.2.

Расцепители автоматических выключателей А3700. Кроме вы­ключателей А3100 имеется множество других, отличающихся друг от друга типов автоматических выключателей. Это привело к чрез­мерной номенклатуре деталей, узлов и исполнений аппаратов. Для унификации создана единая серия выключателей А3700, которая должна постепенно заменить все другие конструкции в диапазоне токов I _{а. ном} = 160÷630 А.

Различают селективные (С) и токоограничивающие (Б) авто­матические выключатели А3700. Селективные выключатели снаб­жаются полупроводниковым, настраиваемым в условиях эксплуа­тации расцепителем, обеспечивающим двухступенчатую токовую защиту, состоящую из токовой отсечки с выдержкой времени и максимальной токовой защиты с зависимой от тока выдержкой вре­мени. Используются также расцепители только в виде токовой от­сечки с выдержкой времени. Защитные характеристики расцепите­ля с номинальным током 200 А выключателя А3734С показаны на рис. 5.3.

Все токоограничивающие автоматические выключатели имеют максимальный электромагнитный расцепитель мгновенного дейст­вия.

Для защиты от перегрузки у некоторых из выключателей пре­дусматривается тепловой или полупроводниковый расцепитель.

 Токоограничивающее устройство под действием электродинамических сил размыкает контакты выключателя при прохождении через них значительных токов к. з. независимо от действия максимального расцепителя. Причем отключение происходит раньше, чем ток к. з. успеет достичь своего максимального значения.

Расцепители автоматических выключателей АВМ. Для защиты головных участков сети применяют автоматические выключатели серии АВМ, выпускаемые на номинальные токи I_{а. ном} = 400÷2000 А, переменного напряжения U _{a ном} = 500 В и постоянного напряжения U _а.ном = 450 В. Их максимальная отключающая спо­собность составляет I_{а. откл} = 20 кА для переменного и I_{а. откл} = 30 кА для постоянного тока. Автоматический выключатель снаб­жается настраиваемым максимальным электромагнитным расцепи-телем с часовым.механизмом, рассмотренным выше (см. § 2.3). С помощью такого расцепителя создается двухступенчатая токовая защита в виде токовой отсечки без выдержки времени и макси­мальной токовой защиты с зависимой выдержкой времени. У селек­тивных автоматов за счет замедлителя расцепления в действие от­сечки вводится некоторое замедление.

Защитные характеристики расцепителя с номинальным током I_рц.ном =500 А селективного выключателя АВМ10С даны на рис. 5.4.

Расцепители автоматических выключателей серии «Электрон». Автоматические выключатели серии АВМ имеют невысокую отклю­чающую способность и ограниченную возможность изменения за­щитных характеристик. Более совершенными являются выключате­ли серии «Электрон» на номинальные токи I _{а . ном} = 250÷6000 А при напряжении U _а.ном = 660 В переменного и U_{a ном} = 440 В по­стоянного тока. Автоматический выключатель способен отключить токи I _{а. откл} = 50÷55 кА.

Полупроводниковый расцепитель автоматического выключателя рассмотрен в пункте§ 3.3. Он в отличие от электромагнитного и теплового расцепителя является вторич­ным реле косвенного действия. На рис. 5.5 даны характеристики 1—4 расцепителя с номинальным током I _{a ном} = 4000 А. Выдержка времени отсечки может устанавливаться равной t _с.з =0,25, 0,45, 0,7 с, а ток I_с.з.к = (3÷10)I_рц.ном.