Магнито-полупроводниковые логические элементы Оптикоэлектронные преобразователи Автоматические воздушные выключатели Электромеханические реле

Лабораторные работы по электротехнике

Законы классической теории электричества охватывают огромную совокупность электромагнитных процессов. Среди 4 типов взаимодействий (электромагнитных, гравитационных, сильных и слабых), существующих в природе, электромагнитные занимают первое место по широте и разнообразию проявлений. Это связано с тем, что все тела построены из электрически заряженных частиц противоположных знаков, взаимодействия между которыми, с одной стороны, на много порядков интенсивнее гравитационных и слабых, а с другой - являются дальнодействующими в отличие от сильных взаимодействий. Строение атомных оболочек, сцепление атомов в молекулы (химические силы) и образование конденсированного вещества определяются электромагнитным взаимодействием.

Автоматические воздушные выключатели

Автоматы служат для автоматического отключения электрических цепей при перегрузках, к.з., чрезмерном понижении напряжения питания, изменения направления мощности, а также для редких включений и отключений вручную номинальных токов нагрузки. Является основным защитным аппаратом.

К ним предъявляется требования:

1. Токоведущая цепь автомата должна пропускать номинальный ток сколь угодно длительное время. Она может подвергать воздействию больших токов к.з. как при замкнутых контактах, так и при включении на существующее к.з.

2. Автомат должен обеспечивать многократное отключение предельных токов к.з., которые могут достигать сотен килоампер. После отключения этих токов автомат должен быть пригоден для длительного пропускания номинального тока.

3. Автоматы должны иметь малое время отключения.

4. Элементы защиты автомата должны обеспечивать необходимые токи и времена срабатывания и селективность.

В зависимости от вида воздействующей величины автоматы делятся на максимальные автоматы по току, минимальные автоматы по току, min автоматы по напряжению, автоматы обратного тока, max автоматы, работающие по производной тока, поляризованные max автоматы (отключаются при нарастании тока в одном – прямом направлении) и неполяризованные, реагирующие на возрастание тока в любом направлении.

Для построения селективно действующей защиты автоматы должны иметь регулировку тока и времени срабатывания. В некоторых случаях требуется комбинированная защита max по току и min по напряжению. Такие автоматы называются универсальными.

Автоматы общепромышленного и бытового применения обычно имеют лишь max токовою защиту, отрегулированную на заводе.

В эксплуатации характеристики автомата не могут быть изменены. Для уменьшения возможности соприкосновения персонала с деталями, находящимися под напряжением, эти автоматы закрыты пластмассовым кожухом и практически не выбрасывают дугу. Такие автоматы называются установочными.

Они изготовляются на номинальные токи 50-600 А. Автомат на 200 А имеет катушку минимального напряжения 380 В, позволяет регулировать термическую защиту 150-200 А и 800-2000 А ‑ max защиту.

В любом автомате есть основные узлы: токоведущая цепь; дугогасительная система; привод автомата; механизм автомата; механизм свободного расцепления и элементы защиты – расцепителя.

В автомате на ток более 200 А токоведущая цепь имеет главные и дугогасительные контакты.

Включение автомата может производиться вручную рукояткой или электромагнитом.

Отключение может производиться рукояткой или с помощью тепловых и электромагнитных расцепителей.

Основными параметрами автомата является:

‑ собственное и полное время отключения;

‑ номинальный длительный ток;

‑ номинальное напряжение;

‑ предельный ток отключения.

Под собственным временем отключения автомата понимают время от момента, когда ток достигает значения тока срабатывания Iср, до начала расхождения его контактов.

После расхождения контактов возникающая электрическая дуга должна быть погашена за наименьшее время с перенапряжением, не представляющим опасности для остального оборудования.

Собственное время отключения автомата зависит от способа расцепления, конструкции контактов, массы подвижных частей и других факторов.

Iср. ‑ ток срабатывания

Iк.з.уст – установившийся ток к.з.

Если t1 ≥ 0,01 сек, то автомат называется обыкновенным небыстро-действующим. В этом случае к моменту размыкания контактов цепи ток достигает установившегося значе-ния Iк.з.уст. Такой автомат не обеспе-чивает токоограничения и его кон-тактами отключается установившийся ток к.з.

В быстродействующих автома-тах время t1 сокращается до 0,002-0,008 с и к моменту расхождения контактов ток не достигает установившегося значения. Такой автомат, как правило, отключает ток значительно меньший установившегося тока к.з.

Благодаря этому облегчается работа самого автомата, уменьшается термические и динамические нагрузки аппаратуры и оборудования. С увели-чением скорости возрастания тока, эффект токоограничения уменьшается так как к моменту расхождения контактов ток достигает больших значений.

Для получения токоограничения в этих случаях в автоматах применяются устройства, реагирующие не на ток, а на скорость его нарастания.

Время t0 зависит от уставки по току срабатывания и скорости нарастания тока, которая определяется параметрами цепи к.з;

t1 ‑ момент размыкания контактов.

Это время тратится на работу механизма расцепления, выбор провала контактов и является собственным временем отключения автомата.

После расхождения контактов дуга гаснет за время t2.

Время равное tоткл = t0 + t1 + t2, является полным временем отключения автомата.

Токоведущая цепь автомата

Наиболее важной частью является контакты. При номинальных токах до 200 А применяется одна пара контактов, которая для увеличения дугостойкости могут быть облицованы металлокерамикой. При токах более 200 А применяется двухступенчатые контакты типа перекатывающегося контакта. Основные контакты облицовываются серебром либо металлокерамикой (серебро, никель, графит).

В автоматах на большие номинальные токи применяется несколько параллельных пар главных контактов.

В быстродействующих автоматах с целью уменьшения собственного времени применяются исключительно торцевые контакты, имеющие малый провал. Медные контакты по поверхности касания подвергаются серебрению.

В настоящее время проводятся работы по созданию искусственного жидкостного охлаждения контактов. Такое решение позволяет сохранить малую массу и быстродействие автомата увеличить длительный ток с 2,5 до 10 кА.

Отделители и короткозамыкатели В настоящее время широко применяются высоковольтные подстанции без выключателей на питающей линии. Это проще, надежнее и дешевле. Для замены выключателей на стороне высокого напряжения используются короткозамыкатели и отделители.

Реакторы Это электрический аппарат в виде катушки с неизменной индуктивностью L для ограничения токов к.з. и поддержания напряжения на шинах при аварийном режиме.

Индуктивность реактора

Разрядники постоянного тока Применяются вентильные разрядники с магнитным дутьем от постоянных магнитов

Дугогасительная система В автоматах применяется полузакрытое и открытое исполнение дугогасительных устройств.

Виды защит в электрических цепях При нарушении нормального режима работы электропривода для исключения выхода из строя электрооборудования и повышения надежности работы схемы в них применяется электрическая защита.

Позисторная защита Тепловая защита, реагирующая непосредственно на температуру защищаемого объекта. При этом датчики температуры устанавливаются на обмотке двигателя. В качестве датчиков температуры применяют термисторы и позисторы.

Электромагнитные реле Основные определения, классификация. Общие сведения. Реле – это слаботочный электрический аппарат, предназначенный для выполнения логических и измерительных функций в цепях управления с током до 5 А. Имеет упрощенную контактную систему с увеличенным числом контактов, при отсутствии дугогасительных устройств.

Простейшие электрические и магнитные явления известны ещё с глубокой древности. Были найдены минералы, притягивающие кусочки железа, а также обнаружено, что янтарь (греч. электрон, elektron, отсюда термин электричество), потёртый о шерсть, притягивает лёгкие предметы (электризация трением). Однако лишь в 1600 У. Гильберт впервые установил различие между электрическими и магнитными явлениями. Он открыл существование магнитных полюсов и неотделимость их друг от друга, а также установил, что земной шар - гигантский магнит.
Лабораторные работы по электротехнике