Коммутационные аппараты напряжением до 1кВ

                                      Содержание

 

1. Коммутационные аппараты напряжением до 1кВ------------------- 2
2. Параметры коммутационных аппаратов------------------------------- 3
3. Виды коммутационных электрических аппаратов------------------- 4
4. Литература--------------------------------------------------------------------13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОММУТАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1кВ

Коммутационный аппарат -аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной илиболее электрических цепях.

 

Механический коммутационный аппарат — коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания иразмыкания одной или более электрических цепей с помощью разъединяемых контактов.

 

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

 

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

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры коммутационных аппаратов

 

• Воздействующая величина – Физическая величина, на которую коммутационный аппарат предназначенреагировать.

• Уставка по воздействующей величине – Заданное значение величины срабатывания илинесрабатывания, 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 коммутационногоаппарата до момента появления заданных условий для прохождения тока в его главной цепи

• Собственное время включения – Интервалы времени с момента подачи команды на включениеконтактного аппарата до момента соприкосновения заданного контакта

• Собственное время отключения– Интервал времени с момента подачи команды на отключение домомента прекращения соприкосновения контактов полюса, размыкающего последним

• Полное время отключения цепи – Интервал времени с момента подачи команды на отключениекоммутационного аппарата до момента прекращения тока во всех полюсах аппарата

• Времятоковая характеристика – Зависимость времени срабатывания коммутационного аппарата от тока вего главной цепи

• Ток отключения – Принятое значение ожидаемого тока в цепи, отключенной аппаратом, в заданный моментвремени

• Ток включения – Принятое значение ожидаемого тока в цепи, включенной аппаратом, в заданный моментвремени

• Устойчивость при сквозных токах – Способность аппарата в соответствующем коммутационномположении или состоянии пропускать определенный ток в течение определенного времени впредусмотренных условиях, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии

• Механическая износостойкость – Способность контактного аппарата выполнять в определенных условияхопределенное число операций без тока в цепи главных и свободных контактов, оставаясь после этого впредусмотренном состоянии

• Коммутационная износостойкость – Способность контактного аппарата выполнять в определенныхусловиях определенное число операций при коммутации его контактами цепей, имеющих заданныепараметры, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии

• Восстанавливающееся напряжение – Напряжение, появляющееся на контактах одного полюсакоммутационного аппарата в переходном режиме непосредственно после погасания в нем дуги.

Виды коммутационных электрических аппаратов

 

К этим аппаратам относятся:

• Рубильники;
• Переключатели;
• Контакторы;
• Магнитные пускатели;
• Автоматы;
• Станции противоаварийного управления (СПУ).

 

 

Рубильник - аппарат с двумя положениями («включено» и «отключено»), предназначен для включения и отключения цепей. Существует два типа рубильников: с центральной рукояткой и с боковой рукояткой. Указанные рукоятки могут соединяться с ножом рубильника непосредственно или через рычажный привод. Рубильники с центральной рукояткой без рычажного привода разрешается применять только для отключения цепи без тока. С помощью рубильников с боковой рукояткой или с рычажным приводом допускается отключать ток не более чем 0,2 Iном, где Iном - номинальный ток рубильника. Для увеличения отключающей способности рубильники снабжают дугогасительными решетками. При этом отключаемый ток возрастает до 0,5 I     .

В буквенном обозначении рубильников первая буква Р - рубильник, последующие буквы: Ш - пофазное управление штангой; Б - с боковой рукояткой; ПЦ - привод рычажный центральный; БП - привод рычажный боковой.

Рубильники служат для ручного включения и отключения электрических цепей. На рис. 1 показан трехполюсный рубильник с рычажным приводом. Контактные стойки 1, 4 смонтированы на изоляционном основании 5. Ножи 3 трех полюсов рубильника скреплены общей изоляционной рейкой, движение которой передается тягой 6. Гашение дуги обеспечивается дугогасительной камерой 2, состоящей из набора металлических пластин. При размыкании контактов рубильника дуга затягивается между пластинами, разбивается на короткие дуги и, соприкасаясь с металлическими пластинами, эффективно охлаждается. При переходе тока через нулевое значение дуга деионизируется и гаснет. В установках переменного тока 380 В такими рубильниками можно отключать номинальные токи. При этом не наблюдается выброса ионизированных газов за пределы дугогасительных камер, что исключает возможность перекрытий на корпус и между полюсами. 
         В эксплуатации сохранилось большое число электроустановок с рубильниками, не имеющими специальных дугогасительных устройств. На рис. 1, б показан трехполюсный рубильник с центральной рукояткой. Такие рубильники предназначены только для отключения цепей, не находящихся под током нагрузки. 
Для отключения цепей под нагрузкой применяют рубильники с боковой рукояткой (чтобы дуга не воздействовала на руку отключающего) или рубильники с рычажным приводом. Вынос рукоятки управления на переднюю сторону монтажной панели делает проведение операций с рубильником безопасным для персонала. 
При напряжении 380 В отключаемый рубильником без дугогасительного устройства ток не должен превышать 0,3 /ном. При напряжении 500 В указанные рубильники могут использоваться только для отключения обесточенных цепей.

 
                                    Рис. 1. Трехполюсные рубильники:                                     
а  —  с рычажным приводом: б  —  с центральной рукояткой.Для защиты электроустановок от КЗ и перегрузок в цепях с рубильниками устанавливают плавкие предохранители.                   

 

Контактор - аппарат с двумя положениями, предназначенный для частых коммутаций токов, которые не превышают ток перегрузки коммутируемых силовых цепей. Наибольшее распространение получили электромагнитные контакторы.

Разновидностью электромагнитного контактора является магнитный пускатель, предназначенный для коммутации асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. В состав магнитного пускателя кроме контактора входят тепловые реле для защиты электродвигателя от перегрузки и обрыва фазы. С помощью магнитного пускателя (далее пускателя) автоматически получается защита от потери питания: при снижении или исчезновении напряжения подвижная система пускателя отключается под действием силы веса якоря или противодействующих пружин.

Пускатели могут быть нереверсивными и реверсивными. Реверсивные обеспечивают включение двигателя с вращением ротора в прямом и обратном направлениях. Более часто используют нереверсивные пускатели.

Управление работой нереверсивного пускателя осуществляется с помощью катушки электромагнита и кнопок «Стоп» и «Пуск». На рис. 1 приведена электрическая схема управления асинхронным двигателем. Принятые обозначения: М - электродвигатель; КМ - обмотка электромагнита и главные контакты пускателя; SKM - вспомогательные контакты (блок-контакты) пускателя; SB1 - кнопка «Пуск»; SB2 - кнопка «Стоп»; КК1, КК2 - реагирующие органы и контакты тепловых реле.

Рисунок 1. Магнитный пускатель

Схема работает следующим образом.

Исходное положение. Главные контакты пускателя разомкнуты, т. к. якорь не притянут магнитным полем. Электродвигатель М отключен от питающей сети. Катушка

электромагнита КМ не обтекается током, цепь ее питания разомкнута (разомкнуты контакты кнопки «Пуск» и включенные параллельно ей блок-контакты пускателя).

Пуск электродвигателя. При нажатии кнопки «Пуск» образуется цепь питания катушки электромагнита: фаза А сети, нормально замкнутые контакты кнопки «Стоп», замкнутые контакты кнопки «Пуск», контакты тепловых реле, катушка электромагнита КМ, фаза С сети. Магнитное поле катушки притягивает якорь; последний приходит в движение вместе с подвижной частью контактов КМ и SKM.

После замыкания указанных контактов на обмотку статора двигателя М подается питающее напряжение; двигатель запускается. Замыкаются также контакты SKM, шунтирующие кнопку «Пуск», что обеспечивает самоподхват пускателя. В результате пускатель остается во включенном положении после отпускания кнопки «Пуск». После размыкания указанной кнопки ток управления проходит не через кнопку «Пуск», а через контакт SKM.

Отключение электродвигателя. После нажатия кнопки «Стоп» разрывается цепь питания катушки электромагнита КМ, якорь возвращается в исходное положение. В результате размыкаются контакты пускателя, и двигатель отключается от сети.

Перегрузка двигателя. Увеличение тока, обусловленное перегрузкой механизма, повреждением подшипников и др., а также обрывом фазы обмотки статора, вызывает срабатывание одного или обоих тепловых реле КК1, КК2. Контакты реле размыкаются, питание катушки КМ прекращается. Двигатель отключается от сети. От КЗ двигатель защищает предохранитель F, а не тепловые реле, т. к. последние имеют относительно большое время срабатывания.

Автоматический выключатель (автомат) - силовой выключатель напряжением до 1 кВ, снабженный встроенным в него устройством защиты (расцепителем).

К автоматам предъявляют следующие требования.

1.  Токоведущая цепь автомата должна выдерживать номинальный ток в течение всего срока службы, причем, нормальным состоянием автомата является включенное.

2.  Автомат должен обеспечивать многократное отключение токов короткого замыкания.

3.  Время отключения токов КЗ автоматом должно быть минимальным - с целью повышения электродинамической и термической стойкости электроустановок.

Принципиальная схема автомата (рис. 2) содержит токоведущую цепь, дугогасительную систему, привод, механизм свободного расцепления и расцепители. Токоведущая цепь включает в себя основные (3) и дугогасительные (1) контакты. Во включенном состоянии ток проходит по основным контактам, имеющим меньшее переходное сопротивление, чем дугогасительные. При отключении автомата сначала размыкаются основные, а затем дугогасительные контакты. На последних зажигается электрическая дуга. Гашение дуги производится с помощью дугогасительной системы 2. Дугогасительные контакты выполняются из материалов, обладающих повышенной стойкостью к действию электрической дуги.