Тема: Исследование реле времени с электромагнитным замедлением

Лабораторная работа №1

Тема: Исследование реле времени с электромагнитным замедлением

Цель работы

 

Изучить конструкцию реле времени РЭВ - 800, использующее электромагнитное замедление; снять рабочие характеристики реле и выявить парамет­ры, влияющие на время срабатывания и отпускания реле.

 

Предмет исследования

 

Реле времени предназначено для выдержки интервала времени между моментом включения катушки реле и замыканием (или размыканием) его контактов, а также моментом выключения катушки реле и размыканием (или замыканием) его контактов.

Реле серии РЭВ-800 применяется в схемах автоматического управления в качестве электромагнитных реле времени, реле тока, напряжения и промежуточных реле только на постоянном токе. Устройство реле времени типа РЭВ-800 показано на рисунке 4.

Реле времени представляет собой обычное реле напряжения, на сердеч­ник которого насажена короткозамкнутая обмотка 3. Выдержка времени получается вследствие того, что при включении катушки реле и нарастании созда­ваемого ею потока в короткозамкнутой обмотке наводится ЭДС. Последняя вы­зывает ток такого направления, при котором магнитный поток короткозамкну­той обмотки направлен встречно потоку питающей обмотки. Результирующий ток равен разности этих потоков. Скорость нарастания потока в электромагните уменьшается и время срабатывания увеличивается. Замедление электромагнита при срабатывании получается небольшим.

При отключении катушки реле ток в ней спадает. Спадание магнитного потока определяется процессом затухания этого тока. При спадании потока в короткозамкнутой обмотке 3 наводится ЭДС и возникает ток, направленный так, что поток, создаваемый этой обмоткой, препятствует уменьшению потока в системе. Замедленное спадание потока создает выдержку времени при отпуска­нии. Магнитопровод реле изготовлен из низкоуглеродистой стали и крепится на плите с помощью литого алюминиевого цоколя 1, который одновременно слу­жит для крепления контактной системы. Алюминиевый цоколь создает допол­нительный контур для вихревых токов, что приводит к увеличению выдержек времени На сердечнике магнитопровода находится рабочая катушка 2 на на­пряжение 220 В: катушка бескаркасная, бандажированная, компаундированная, крепится на сердечнике с помощью алюминиевого кольца 14, которое также способствует увеличению выдержек времени. Короткозамкнутая обмотка в ви­де сплюснутой гильзы 3 установлена на прямолинейной части магнитопровода.

Конструкция реле обеспечивает поворот якоря на призме, что повышает его механическую износоустойчивость.

Противодействующее усилие создается пружиной 4. Величина усилия пружины выбирается из условия обеспечения необходимого нажатия в размы­кающих контактах реле и возврат якоря в исходное положение после того, как якорь оторвется от сердечника. Регулирование сжатия пружины производится корончатой гайкой 5, которая фиксируется с помощью шплинта. Упор 7 огра­ничивает ход якоря 5 в отключенном состоянии реле, Первоначальный отрыв якоря от сердечника в основном производится пружиной 8, установленной на якоре. Путем изменения усилия, развиваемого этой пружиной, осуществляется плавное регулирование выдержки времени реле. Пружина верхним концом упирается в тарельчатую шайбу 9. которая удерживается гайками, навернутыми на шпильку 10. Нижний конец 11передает усилие на два латунных штифта 12, свободно перемешающихся в отверстиях якоря. При включении реле штифты 12 упираются в сердечник магнитопровода и пружина 8 дополнительно сжима­ется, стремясь оторвать якорь 6 от сердечника. Чем сильнее затянуты гайки, на­вернутые на шпильку 10, тем больше сила пружины, отрывающая якорь от сер­дечника, и тем больше требуется магнитный поток в магнитной системе, чтобы удержать якорь в притянутом состоянии. Выдержка времени, следовательно, при этом будет уменьшаться. Грубое ступенчатое регулирование выдержки времени можно производить путем изменения толщины немагнитной проклад­ки 13. установленной в торце якоря Толщина прокладки, не сказываясь прак­тически на величине установившегося магнитного потока при замкнутом яко­ре, изменяет индуктивность системы и тем самым влияет на скорость измене­ния потока. С увеличением толщины прокладки скорость изменения потока возрастает и выдержка времени уменьшается и наоборот, с уменьшением толщины прокладки скорость изменения потока уменьшается, а выдержка времени возрастает. Толщина прокладки не должна быть меньше 0,1 мм, т.к. при неод­нократном срабатывании может произойти расклепывание прокладки и, как следствие этого, заметное изменение выдержки времени.

Магнитный поток при отключении реле от сети уменьшается не до нуля, а до некоторого значения Ф_ост, величина которого зависит от значения магнитного потока в системе до отключения катушки и от ширины петли гистере­зиса материала магнитопровода (ширина петли характеризуется коэрцитивной силой материала). Величина Ф_ост ограничивает возможность увеличения вы­держки времени реле. Если пружины 8 и 4 натянуты слабо и установлена тон­кая немагнитная прокладка, то возможен случай залипания якоря (Ф_ост> Ф_отп, где Ф_отп - магнитный поток, при котором происходит отпадание якоря).

В паспорте реле обычно указаны пределы выдержек времени, которые может обеспечить данное реле. Работать с большими выдержками времени не рекомендуется в связи с нестабильностью их значений.

Реле имеет один замыкающий и один размыкающий контакты. Подвиж­ным контактом 15, жестко соединенным с якорем реле, является контактный мостик, снабженный контактной пружиной 16. Подвижные и неподвижные контакты имеют серебряное покрытие.

Точность срабатывания реле ±10% при напряжении на катушке, равном не менее 60% от номинального напряжения.

Техника безопасности

В лабораторной работе используется напряжение 220 В постоянного тока, 220 В переменного тока, опасные для жизни. Поэтому категорически запреща ется соприкосновение с деталями установки, находящимися под напряжением. При аварийной ситуации оба выключателя немедленно отключаются. Повтор­ное включение разрешается только лаборанту или преподавателю.

 

Перечень оборудования

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания		~220 В /16A
А1	Регулируемый автотрансформатор	318.1	~0…240В/ 2А
А4	Однофазный трансформатор		120ВА /220/24 В
А5	Электротепловое реле		Главная цепь: ~3*220 В/10 А. Установка реле: 0.42 …0.58А
А6	Сдвоенный реактор		~220В/2*5А/ 0.005Гн
А8	Промежуточное реле		Номинальное напряжение ~220В/Ток контакторов реле 5А/ Коммутируемое напряжение 250 В/контакторы 1з+4з
А9	Реле времени		Напряжение питания ~100…380В/ Уставка реле 0.5….9.0 с/ Коммутируемое напряжение 380 В/ контакторы 1з+1р
А11	Автоматический однополюсный выключатель		230В/0.5 А
Р1	Блок мультиметров	508.2	3 мультиметра 0…..1000В/ 0…10 А/ 0…20 МО м
Р2	Измеритель тока и времени		0…5А 0.01….999с

Лабораторная работа № 2

Цель работы

Изучить конструкцию реле РТ-40, реагирующие на превышение тока в контролируемой цепи, и исследовать его основные характеристики.

 

Предмет исследования

С помощью реле максимального тока осуществляется максимальная то­ковая защита, реагирующая на увеличение токов в защищаемой электрической установке. Для успешной работы в установках защиты реле максимального то­ка должны обеспечивать высокий коэффициент возврата, характеризующий чувствительность реле.

В работе исследуется электромагнитное реле максимального тока РТ-40, общий вид которого показан и» рисунке 1. Магнитная система состоит из П-образного шихтованного сердечника 1 и Г-образного якоря 2. В сердечнике электромагнита под катушками имеются вырезы, предназначенные для сниже­ния вибрации подвижной системы при больших и несинусоидальных токах. При пиках синусоидального тока участки сердечника с уменьшенным сечением насыщаются и ограничивают величину магнитного потока.

Положение якоря в начальном и конечном положениях фиксируются, упорными винтами 3, закрепленными контргайками или пружинными пластин­ками для предохранения от самоотвинчивания. Якорь реле удерживается в на­чальном положении с помощью противодействующей спиральной пружины 4, один конец которой связан с якорем, а другой с указателем уставки 5. При по­вороте указателя уставки изменяется противодействующий момент пружины и соответственно ток срабатывания реле. Необходимое положение указателя ус­тавки определяется по делениям, нанесенным на шкале б. Жесткость противо­действующей пружины 1,0 Н*мм/90^о, при повороте указателя от минимальной уставки до максимальной (угол поворота около 90^о) момент противодействующей пружины увеличивается в 4 раза (пропорционально квадрату тока). К якорю прикреплены опорная скоба и пластмассовая колодка с двумя подвижными мостиковыми контактами из серебра. К верхней части скобы приклепан полый барабанчик 7 с радиальными перегородками внутри, полого барабанчика за­полнена хорошо просушенным кварцевым песком Барабаник является гасите­лем колебаний (вибраций) подвижной системы. Между барабанчиком и опор­ной скобой помещена шайба с узким центральным отверстием (соответствую­щее отверстие имеется и в скобе) и бронзовая пластина 8, служащая опорной плоскостью для подвески подвижной системы реле.

Подвижная система в верхней части опирается бронзовой пластинкой на штифт из нержавеющей стали со сферическим концом, укрепленный на вкладыше 9 на рамке-основании 10 и проходящий через отверстия в опорной скобе и шайбе. В нижней части перемещение оси подвижной системы в горизонталь­ной плоскости ограничивается таким же штифтом, проходящим через отвер­стие в нижней изогнутой части опорной скобы. Сама скоба ограничивает сме­щение подвижной системы вверх.

На сердечнике расположены две катушки, концы которых Выведены на зажимы цоколя реле. Перестановкой перемычек на этих зажимах можно осуще­ствлять параллельное и последовательное соединение катушек реле и соответ­ственно изменять величину уставок в два раза. Цифры, нанесенные на шкале, соответствуют последовательному соединению обмоток. Схема внутренних со­единений реле приведена на рисунке 2.

Реле имеет один замыкающий и один размыкающий контакт. Для более четкой работы контактов подвижные контакты выполнены свободно поворачивающимися. Неподвижные контакты приварены к плоским бронзовым пружинам, перемещение которых ограничивается гибкими наружными и жесткими внутренними пружинами.

Все узлы реле смонтированы на рамке-основании 2 из алюминиевого сплава (рисунок 1), укрепленной на пластмассовом цоколе реле, и закрыты прозрачным полистирольным кожухом. Крепление кожуха к цоколю производится пружинными замками.

Погрешность тока срабатывания реле по отношению к уставке не превышает ± 5 %, разброс тока срабатывания не более 4% на любой уставке.

Коэффициент возврата реле не ниже 0,85 на первой уставке и не ниже 0,8 на остальных, за исключением реле РТ-40/50 и РТ-40/100, у которых коэффициент возврата не ниже 0,7 на всех уставках.

Время срабатывания реле не более 0,1 с при токе, равном 1,2 *Iсраб, и не более 0,03 с при токе 3,0 * Iсраб.

Время возврата реле при скачкообразном уменьшении тока в обмотках реле 1,2 - 20-кратного значения тока срабатывания до 0.7*Iсраб(у реле РТ-40/50 и РТ-40/100 - до 0,6 • I_сра6) не более 0,035 с. Контакты реле средней мощности.

 

Лабораторная работа № 3

Цель работы

Ознакомление с конструкцией контакторов постоянного тока. Исследование рабочих характеристик контактора постоянного тока.

Теоретическая часть.

Контактор - это коммутационный аппарат, предназначенный для частых включений и отключений электрических цепей при нормальных режимах работы. Контакторы постоянного тока коммутируют цепь постоянного тока и управляется постоянным током.

Исследуемые контакторы типа КВМ-521 предназначены для дистанционного включения соленоидов приводов выключателей высокого напряжения и выпускаются двухполюсными на токи до 50 А, напряжение 220 В. Собственное время срабатывания - около 0,1 с, а отпускания (возврате) - около 0,05 с. Частота срабатывания достигает 606 включений и отключений в час. Конструкция контактора типа КВМ-521 аналогична конструкции контактора типа КПВ-600, устройство которого показано на рисунке 9.

Все узлы и детали крепятся на основной скобе 6, имеющей Z-образную форму. Скоба является также магнитопроводом электромагнитного контактора. На нижнем конце скобы с помощью болта укреплен сердечник 20 с полюсным наконечником 19. На сердечнике находится намагничивающая катушка 21. На верхнем конце скобы установлено пластмассовое основание 5 с закрепленными на нем дугогасительной катушкой 3, дугогасительный рогам 2 неподвижного контакта, неподвижным контактом 1, дугогасительныи щеками 15 и дугогасительной камерой 22. Последняя удерживается на выступе дугогасительного рога неподвижного контакта лишь собственным весом и может быть легко снята без отвинчивания каких-либо деталей.

Скоба 6 имеет прямоугольную прорезь, в которую вставляются якорь 17 Г-образной формы. Якорь несет на себе подвижный контакт 7, снабженный контактной пружиной 12. Подвижный контакт может свободно поворачиваться на призме 8, благодаря чему обеспечивается возможность перекатывания контактной поверхности подвижного контакта по контактной поверхности неподвижного контакта при включении и отключении контактора. Контактная пружина 12 создает в контакте необходимое нажатие и позволяет осуществить провал контактов. Дугогасительным рогом 11 подвижного контакта служит пластина, закрепленная на Z-образной скобе. Подвижный контакт соединяется с выводной шинкой 9 гибкой связью 10. Вводом является шинка 4.

Электрическая дуга 14, возникающая при отключении между подвижным и неподвижным контактами, загоняется электродинамической силой в узкую щель дугогасительной камеры 22. Катушка 3 магнитного дутья создает магнитный поток, который по сердечнику и дугогасительным щекам 15 подводится в дуговой промежуток, что приводит к возрастанию силы F.

Возврат якоря в исходное положение после отключения контактора происходит под воздействием возвратной пружины 13. С целью повышения механической износоустойчивости вращение якоря 17 выполнено на встречных призмах 24 и 25. На якоре закреплена пластина 18, в которую упирается призма-вставка закрепленная на Z-образной скобе, и штифт-призма 24. Штифт-призма 24 прижимается к пластине 15 цилиндрической пружиной 16, насаженной на этот штифт. Другим концам пружина 16 упирается в фасонную пластину 23. С помощью пружины 16 устраняется возможность появления зазора между пластиной 18 и вставкой-призмой 25. Конструктивное выполнение узла вращения, исключающее возможность перемещения якоря вдоль призмы, значительно повышает износоустойчивость данного узла. Этому способствует также и расположение сердечника следовательно, и участка скобы магнитопровода, на который упирается якорь, под углом 15° к горизонтальной поверхности. Расположение магнитной системы под углом 15° к горизонтальной плоскости устранило смещение при отключении контактора в момент удара якоря об упор 26.

Лабораторная работа № 4

Цель работы

Ознакомление с конструкцией магнитного пускателя. Исследование рабочих характеристик магнитного пускателя.

Теоретическая часть

Магнитные пускатели состоят из одного или двух контакторов и тепловых реле, смонтированных на общей панели. Магнитные пускатели с одним контактором называются нереверсивными. Они осуществляют пуск, отключения и защиту асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от самопроизвольных включений при появлении напряжения после исчезновения его и защиту от тепловых перегрузок. Пускатель с двумя контакторами называется реверсивным и, кроме перечисленных функций, выполняет управление реверсом.

Пускатели серии ПА рассчитаны на управление двигателями мощностью до 75 кВт при напряжении сети до 500 В и допускают частоту включений до 600 в час при ПВ=40%. Их коммутационная износостойкость -1 млн. включений 7-кратного номинального тока и отключений номинального тока, механическая износостойкость - 5 млн. циклов.

Конструкция контактора серии ПА, применяемого в магнитных пускателях этой же серии, показана на рисунке 11.

Пускатель собирается на металлическом основании. Неподвижные контакты 2 помещены внутри изоляционных камер, образованных стенками 6. Токоведущие части у неподвижных контактов имеют петлеобразную форму, чтобы увеличить электродинамические усилия и исключить образование «стоячей» дуги между контактами. Кроме того, опорные точки дуги не остаются неподвижными на поверхности контактов, что приводит к увеличению восстанавливающейся прочности.

Подвижные контакты 8 - мостикового типа установлены на детали 7. Нажатие на контакты, укрепленные на головке 10, осуществляется контактными пружинами Р. Двукратный разрыв цепи улучшает условия гашения дуги. Небольшое расстояние между контактами усиливает их роль в отводе тепловой энергии от дуги. Гашение дуги производится а закрытой камере 6. Камера общая на три фазы с изолированными ячейками для каждой фазы.

Магнитная система - поворотного типа, Ш-образная. Магнитопровод якоря втягивающего электромагнита пускателя устанавливается на детали 7.

Неподвижный магнитопровод 4 электромагнита с катушкой 5 установлены на амортизирующих пружинах 3. Известно, что величина тока, проходящего через обмотку электромагнита переменного тока, растет с увеличением воздушного зазора (при неизменном напряжении), так как при этом уменьшается индуктивное сопротивление катушки электромагнита. Поэтому при относительно большом воздушном зазоре в электромагнитах пускателей серии ПА создается необходимая сила для надежного притяжения якоря при включении. Во включенном состоянии, когда сечение воздушного зазора резко сокращается (0,3 - 0,5 мм), увеличивается индуктивное сопротивление катушки, что приводит к уменьшению тока в катушке и ее мощности. Возврат подвижной системы пускателя в отключенное положение осуществляется за счет веса этой системы и пружины 7.

В пускателях серии ПА найдена удачная конструкция короткозамкнугого витка 13, устанавливаемого на полюсе 4 втягивающего электромагнита для устранения вибрации якоря. Дюралюминиевая рамка плотно впрессовывается в прямоугольный паз на конце полюса.

Контактор магнитного пускателя имеет блок-контакты (на рисунке 11 не показаны), которые находятся в двух самостоятельных блоках, в пластмассовом корпусе и расположены по бокам от главных контактов. Блоки крепятся к основанию 11 контактора двумя винтами. Контакты блок-контактов мостикового типа. Каждый блок, имеет один замыкающий и один размыкающий контакты. Блок блок-контактов имеет выступающий штифт, на который воздействует рычаг контакторов при включении. Возврат в исходное положение при отключении контактора происходит под воздействием возвратной пружины, которая одновременно осуществляет нажатие на контакты. Каждый мостик имеет свою пружину, мостики друг от друга изолированы. Длительный ток блок-контактов равен 10 А, наибольший отключаемый ток - 60 А.

Для зашиты двигателя от токов перегрузки в магнитный пускатель встроено тепловое реле 12 типа ТРП, использующее свойство биметалла. При перегрузке электродвигателя на 20% реле отключает его в течение 20 мин., если пускатель был нагрет номинальным током до установившейся температуры (при температуре окружающей среды плюс 40° С). Реле ТРП по способу возврата контактной группы могут быть с самовозвратом, с ручным возвратом. От короткого замыкания тепловое реле двигатель не защищает, так как имеет сравнительно большую тепловую инерцию и малую термическую устойчивость.

 

Лабораторная работа № 5

Цель работы

Получение опытным путем защитных характеристик t_cp = f(I) для двух типов предохранителей - предохранителя с открытой плавкой вставкой и предохранителя закрытого трубчатого. Исследование влияния конфигурации плав­кой вставки и конструкции предохранителя на величину плавящего тока. Срав­нение экспериментальных и расчетных характеристик.

Предмет исследования

Плавкий предохранитель - электрический аппарат, предназначенный для защиты установки от перегрузок и токов короткого замыкания. Основной элемент предохранителя - металлическая плавкая вставка, сгорающая при повышенном токе. Процесс срабатывания предохранителя делится на несколько стадий: нагревание вставки до температуры плавления, плавление и испарение вставки, возникновение и гашение электрической дуги с восстановлением изоляционных свойств образующегося изоляционного промежутка

Наиболее распространенные материалы плавких вставок - медь, цинк, алюминий, свинец и серебро. Вставки из цинка и свинца имеют низкую температуру плавления (419 °С и 327 °С), поэтому температура нагрева всего предохранителя при длительном прохождении номинального тока также не может быть большой. При плавлении на внешней поверхности цинк образует прочные пленки окисла, внутри которых может находиться жидкий металл. В этих условиях после плавления вставки цепь тока не прерывается, и значение пограничного тока может оказаться неопределенным. Цинк имеет относительно высокий потенциал ионизации (9,4 электрон-вольт), что способствует гашению дуги. Цинк устойчив против коррозии, поэтому сечение плавких вставок из цинка в эксплуатации не изменяется и их защитные характеристики остаются стабильными. Так как цинк и свинец имеют сравнительно высокое удельное электрическое сопротивление, поперечное сечение вставок из этих металлов оказывается значительным.

Медные вставки подвержены окислению, их сечение со временем уменьшается, токи и время срабатывания изменяются и перестают соответствовать заданным значениям. Покрытие медных вставок слоем олова (лужение) позволяет сохранить стабильность их сечения и характеристик. Серебряные вставки не окисляются и их характеристики наиболее стабильны. Но, серебро дорого, поэтому его применяют лишь в особо ответственных случаях.

Если необходимо получить большую выдержку времени предохранителя при нагрузках, следует применять плавкие вставки из цинка и свинца. Вставки из серебра и меди дают меньшие выдержки времени.

Алюминиевые плавкие вставки применяются в предохранителях в связи с

острым дефицитом традиционных цветных металлов. Высокое сопротивление
оксидных пленок на алюминии затрудняет осуществление надежного разъемного контакта. Толстая оксидная пленка, образует тугоплавкую оболочку на поверхности вставки и затрудняет ее разрушение при плавления токами короткого замыкания (жидкий металл удерживается в «трубке», из пленки). Но эти не­достатки устранены, и алюминиевые вставки нашли применение в предохранителях разработки последних лет.

По принципу устройства предохранители можно разделить на следующие виды: с открытой плавкой вставкой в воздухе; закрытые предохранители с наполнителем (засыпные); жидкометаллические и инерционные.

В закрытых предохранителях, выполненных в виде фибровой трубки, закрытой с концов латунными колпаками, гашение дуги осуществляется в результате повышения давления внутри трубки из-за разложения фибры. В засыпных предохранителях возникшая при плавлении вставок электрическая дуга тесно соприкасается с мелкими зернами наполнителя (кварцевый песок), интен­сивно охлаждается, деионизируется и поэтому быстро гаснет.

Независимо от конструкции, работа телохранителя характеризуется так называемой защитной или токовременной характеристикой, которая представляет собой зависимость времени плавления плавкой вставки. От величины про­текающего через нее тока. Общий Вид такой характеристики представлен на рисунке 9.

Рисунок 9 - Согласование защитных характеристик предохранителя и защищаемого объекта

 

Предохранитель будет защищать лишь в том случае, если его защитная характеристика (кривая /) располагается несколько ниже характеристики за­щищаемого объекта (кривая 2) при любом значении тока в цепи (рисунок 9). Однако реальная характеристика предохранителя (кривая 3) пересекает кривую 2. В области больших перегрузок (область Б) предохранитель защищает объект. В области А предохранитель объект не защищает.

Ток, при котором плавкая вставка сгорает при достижении ею установившейся температуры, называется плавящим или пограничным токам.

Номинальный ток плавкой вставки должен быть меньше плавящего тока.

Обычно при калибровке предохранителя задается два значения токов:

1) величина минимального плавящего тока, при котором плавкая вставка
не должна перегорать в течение 1 - 2 часов

2) величина максимального тока, при котором плавкая вставка должна
расплавиться за время до 2 часов

Следует различать номинальные токи патрона предохранителя и его плавких вставок:

номинальный ток патрона - ток, при котором токоведущие и кон­тактные части предохранителя нагреваются до допустимой температу­ры;

номинальный ток вставки - ток, на который рассчитана плавкая вставка (при его протекании вставка не должна перегорать).

Величина пограничного тока зависит от многих факторов, главнейшие из которых: конфигурация плавкой вставки, конструкция предохранителя. Длительность перегорания плавкой вставки существенным образом зависит от сте­пени перегрузки. Так, при небольших перегрузках большое влияние на длительность перегорания оказывают массивность и степень, поджатая контактов, температура и быстрота движения окружающего вставку воздуха, состояние поверхности, химический состав материала вставок.

Роль перечисленных факторов при токах короткого замыкания практиче­ски не сказывается на времени перегорания плавкой вставки.

Таким образом, защитная характеристика предохранителя представляет собой сложное явление, зависящее от целого ряда факторов, которые в большинстве случаев не поддаются точному учету. Поэтому единственный путь для получения действительной картины происходящих явлений - это путь экспе­римента.

Предохранители серии ПР-2 (рисунок 10 а, б) имеют закрытые разборные патроны без наполнителя, изготовляются на напряжение 220 В (габарит I) и напряжение 500 В (габарит П). Номинальные токи патронов 15 - 1000 А. Номи­нальные токи вставок 6-1000 А.

Трубчатый патрон предохранителя состоит из фибрового цилиндра 3 (рисунок 10, а и б), латунных втулок 4, имеющих плавкой вставки 7, и латунных колпачков 5.

Рисунок - Предохранитель серии ПР - 2

Плавкая вставка 1 изготовляется из цинка, стойкого против коррозии. Вставка выполняется в виде пластинки с вырезами, уменьшающими ее сечение на отдельных участках (рисунок 10, в). Таким образом, все вставки позволяет снизить время её перегорания при больших токов и, кроме того, повысить отключающую способность предохранителя, результате снижения количества паров металла в дуге при вставки (вставка перегорает лишь в суженных местах). В предохранителях с 15-60 А латун­ные колпачки 5 являются контактными частями предохранителя, а у предохра­нителей с 1от 100 А и выше контактными частями являются медные ножи 2 (см. рисунок 10, б). Шайба б, имеющая паз для ножа, предотвращает его пово­рот.

В малогабаритных распределительных устройствах применяются резьбовые предохранители типа ПРС (рисунок 11). Один конец цепи подводится к контакту 1, который связан с контактной вставкой 3, соединенной резьбой с контактом съемной головки 3. Плавкая вставка 4 разогревается в фарфоровом ци­линдре 5, заполненным кварцевым. На торцах цилиндра 5укреплена контактные колпачки, с которыми соединена плавкая вставка 4. Второй конец цепи через контакт 7соеиняется контактным винтом 8.

Предохранитель имеет указатель срабатывания. При сгорании плавкой вставки осво­бождается специальная пружина, которая вы­брасывает глазок в заставленное отверстие 6. После срабатывания предохранителя заменяется цилиндр 5 со сгоревшей плавкой вставкой и сигнализи­рующим устройством.

 

 

Рисунок - Резьбовой предохрани­тель типа ПРС

 

Предохранители этого типа выпускают­ся на токи до 500 В переменного тока часто­той 50 Гц, Предельно отключаемый ток со­ставляет 60 кА.

Предохранители с наполнителем серии ПН-2 (рисунок 12) имеют номинальные токи патронов 40 - 600 А; номинальные токи вставок 6 - 600 А.

 

Рисунок 12 - Предохранитель серии ПН - 2

 

Фарфоровая трубка 1, квадратная наружи и круглая внутри, имеет по уг­лам четыре резьбовых отверстия, в которые ввинчиваются винты, крепящие пластинки 5. К этим пластинкам винтами привинчены диски 4 с приваренными с одной стороны медными плавкими вставками 2 с оловянным растворителем 7, а с другой стороны - ножами 9. Для герметизации патрона под пластины 5 кладется асбестовая прокладка б, что предохраняет песок от увлажнения. Плавкие вставки 2 имеют прямоугольное сечение с суженными участками 8 (от 1 до 5).

Перегоревшая плавкая вставка заменяется вместе с ножами. Патрон заполняется кварцевым песком 3 с размерами зерен от 0,2 до 0,4 мм. Влажность песка должна быть не более 3 %.

Предохранитель ПНБ-2 (Б - быстродействующий) имеет такую же конструкцию как ПН-2, но вставки у них серебряные и предназначены для защиты германиевых и кремниевых выпрямителей.

Описание установки

Предохранители помещаются в специальном кожухе. В кожухе имеются 4 гнезда, в двух из которых устанавливаются плавкие вставки длиной 46 и 70 мм, в остальных - трубчатые предохранители длиной 46 и 70 мм. Все гнезда соединены параллельно. При исследовании в одно из гнезд может устанавливаться только один предохранитель. Когда производится опыт и в главную цепь подается напряжение, предохранительная установка должна быть заперта пово­ротом смонтированной на крышке рукоятки (требование техники безопасно­сти).

Лабораторная работа № 6

Цель работы.

Ознакомиться с назначением, конструкцией и принципом действия автоматических выключателей. Экспериментальное определение основных характеристик нормального автоматического воздушного выключателя.

Теоретическая часть.

Автоматический выключатель - это аппарат, предназначенный для нечастых включений и отключений электрической цепи при нормальной нагрузке, а также для автоматического отключения цепи при возникновении перегрузки, короткого замыкания, исчезновении или снижении напряжения.

Автоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и управления. Различают несколько разновидностей выключателей: универсальные (работают на постоянном и переменном токе), установочные (предназначаются для установки в общедоступных помещениях), быстродействующие постоянного тока, гашения магнитного поля мощных генераторов и др. На рисунке 1 приведена упрощенная схема универсального выключателя. В указанном положении выключатель отключен и электрическая цепь, подсоединенная к выводам А и Б, разомкнута. Для включения выключателя надо вращать по часовой стрелке рукоятку 3. Создается усилие, которое, перемещая рычаги 4 и 5 вправо, будет поворачивать основную несущую деталь 6 выключателя вокруг неподвижной оси О по часовой стрелке. При этом замыкаются и включают цепь тока вначале дугогасительные 8 и 10, а затем главные 7 и 11 контакты. Тепловые расцепители срабатывают с выдержкой времени, находящейся в обратной зависимости от тока. Электромагнитные расцепители 7 срабатывают без выдержки времени при токах, превышающих значение тока вставки. Подвижный контакт 4соединен гибким проводом 5 с тепловым расцепителем 10, который в свою очередь электрически связан с одним концом катушки электромагнитного расцепителя 7. Второй конец этой катушки соединен с выводом автомата.

Держатели подвижных контактов монтируются на общей изолированной траверсе 9, которая механически связана с механизмом свободного расцепления и оперативными кнопками. При нажатии кнопки «Включено» траверса 9 поворачиваемся, и подвижные контакты 4входят в соприкосновение с неподвижными контактами 3. Контакты выключателя пальчикового типа (с одним разрывом на фазу) заключены в дугогасительную камеру 7. Когда по катушке электромагнитного расцепителя проходит ток короткого замыкания, на его якоре создается электромагнитная сила, переводящая рычаги 4 и 5 вверх за мертвую точку, в результате чего выключатель отключается автоматически пружиной 2. При этом контакты размыкаются и возникающая на них дуга, выдувается в дугогасительную камеру и гасится в ней. На главных контактах дуга не должна возникать, чтобы эти контакты не обгорали. Дугогасительиые контакты размыкаются, когда главные контакты расходятся на значительное расстояние. На них возникает электрическая дуга, которая выдувается вверх и гасится в дугогасительной камере 9. При включении автомата первыми замыкаются дугогаснтельные контакты, а затем главные. Возможная из-за вибрации контактов электрическая дуга возникает и гасится лишь на дугогасительных контактах. Расцепители в выключателях выполняют защитные функции и являются измерительными органами. Они контролируют заданный параметр защищаемой цепи и, воздействуя на механизм расцепления, отключают выключатель при отклонении значения параметра от установленного. В зависимости от выполняемых функций защиты расцепители бывают:

а) токовые максимальные мгновенного или замедленного действия

б) расцепители напряжения:

в) тепловые - применяются обычно для защиты от перегрузок;

г) расцепители обратного тока - срабатывают при изменении направления тока;

д) комбинированные - срабатывают при сочетании рада факторов;

е) полупроводниковые

В настоящее время широко применяются полупроводниковые расцепители. Они имеют улучшенные эксплуатационные характеристики: широкие диапазоны.

На рисунке 2 приведена конструкция выключателя АП 50. Токоведущие детали смонтированы на изоляционном основании 1 из пластмассы и заключе­ны в пластмассовом корпусе 2, на вн