Для чего нужен механизм свободного расцепления

Конструкция автоматических выключателей

Автоматический выключатель состоит из следующих основных элементов:

1) главная контактная система (главные контакты);

2) дугогасительная система в виде дугогасительных камер и пламягасительных решеток;

3) механизм свободного расцепления;

5) устройство управления (привод) и вспомогательные контакты.

Главные контакты

1) обеспечивать, не перегреваясь и не окисляясь, продолжительный режим работы при номинальном токе;

2) не повреждаясь, включать и отключать токи короткого замыкания.

В простейшем случае состоят из одной пары рабочих контактов: условно неподвижного, жестко связанного с несущими конструкциями АВ, и подвижного – его перемещение приводит к размыканию электрической цепи [23, раздел 4.3]. У мощных АВ на токи более 630А с высокой отключающей способностью применяются многоступенчатые (двух- и трёхступенчатые) контактные системы, состоящие из рабочих и дугогасительных контактов. При включении сначала включаются дугогасительные, а потом рабочие контакты. При отключении сначала отключаются рабочие, а потом дугогасительные контакты. Это исключает образование электрической дуги между рабочими контактами. Использование металлокерамики позволяет в современных электрических аппаратах на большие токи применять преимущественно двухступенчатые контактные системы, а на малые и средние токи (до 630А) – одноступенчатые контактные системы. Разделение точек рабочего контактирования и точек дугогашения обеспечивается за счет перекатывания и проскальзывания контактов в процессе включения-отключения.

У нормальных (небыстродействующих) АВ контактные системы на средние и большие токи выполняются с компенсацией отбрасывающих усилий. Наиболее эффективным считается принцип электродинамической компенсации. Компенсирующее усилие (как и электродинамические силы, отбрасывающие контакты), растет пропорционально квадрату тока, и систему можно выполнить так, что компенсирующая сила всегда будет превосходить отбрасывающую силу. Электромагнитная компенсация с использованием ферромагнитных материалов становится неэффективной при больших токах, так как при насыщении (при токах 10-25кА) компенсирующее усилие мало возрастает с увеличением тока, в то время как отбрасывающая сила продолжает возрастать пропорционально квадрату тока. У быстродействующих АВ отбрасывающие электродинамические усилия в контактах используются для получения токоограничивающего эффекта. В этом случае еще до срабатывания расцепителя отбрасывается неподвижный контакт. Между контактами возникает электрическая дуга, обладающая определенным электрическим сопротивлением, которое ограничивает величину тока, и только затем, после того как расцепитель освободит отключающую пружину, приходит в движение подвижный контакт и главные контакты размыкаются (см. рис. 2.1).

Дугогасительная система

Назначение: обеспечивает совместно с контактной системой отключение рабочих токов и токов короткого замыкания с гашением возникающих дуг в ограниченном объёме.

Непосредственный разрыв цепи при КЗ производится в дугогасительной камере, назначение которой состоит в перераспределении пространственного положения электрической дуги, возникающей при размыкании контактов, для снижения энергии дуги. Энергия дуги значительна, до 100 кДж при температуре 20 000°С, и может вызвать эрозию контактов из-за испарения их металла. Поэтому дугу следует гасить как можно быстрее.

Задача дугогасительного устройства заключается в том, чтобы ограничить размеры дуги и обеспечить ее гашение в малом объеме. С этой целью широкое применение получили камеры с дугогасительными решетками (на переменном токе) и камеры с узкими щелями (на постоянном токе) и пламягасительные решетки [23, раздел 4.4]. Для того чтобы камера не разрушилась под воздействием высокой температуры, дуга быстро перемещается с большой скоростью под действием электромагнитных сил [23, раздел 4.1]. Дуга, являясь проводником, обладает магнитным полем, что и используется для втягивания ее в дугогасительную камеру и растягивания ее там до полного гашения.

Механизм свободного расцепления

Механизм свободного расцепления (МСР) представляет собой систему шарнирно-связанных рычагов, соединяющих привод включения подвижных контактов с отключающими и контактными пружинами.

1) включение автоматических выключателей посредством привода;

2) отключение автоматических выключателей пружинами после срабатывания расцепляющего устройства;

3) исключение возможности удержания контактов во включённом положении при наличии аварийного режима работы защищаемой цепи;

4) обеспечение моментного включения и отключения, т.е. не зависящего от усилий оператора, рода и массы привода, скорости расхождения контактов.

Отключающие и контактные пружины в автоматических выключателях развивают силы в десятки и сотни Ньютон. Конструкция системы рычагов расцепляющего устройства выполняется таким образом, что для расцепления (освобождения расцепляющих пружин) требуются незначительные усилия. Это позволяет иметь легкие и высокочувствительные расцепители.

Устройство управления (привод), цепи управления и вспомогательные контакты

Механизм автоматического выключателя должен обеспечить:

— очень быстрое размыкание контактов (уменьшение их эрозии);

— большое контактное давление (противодействие электродинамическому отбрасыванию контактов).

— обеспечение усилий на контактах, необходимых для оперативного включения и отключение АВ в нормальном режиме сети.

Устройство управления (привод) может быть ручным и (или) электромеханическим.

Цепи управления и вспомогательные контакты предназначены для включения и отключения АВ электромеханическим приводом.

Расцепители

Расцепитель – это элемент защиты, который контролирует заданный параметр защищаемой цепи (ток, напряжение) и при отклонении параметра от установленного значения, воздействуя на механизм свободного расцепления, запускает механизм отключения выключателя.

— тепловым при перегрузках,

— электромагнитным при коротких замыканиях (КЗ),

— электронным при перегрузках и КЗ.

— МРТ формируют времятоковую (защитную) характеристику автоматического выключателя. Для защиты оборудования (кабельных линий, электродвигателей, трансформаторов и т.д.) от сверхтоков необходимо, чтобы времятоковая характеристика расцепителя находилась ниже времятоковой характеристики защищаемого объекта. Наиболее просто это получается с помощью тепловых расцепителей.

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления
Рис. 2.2. Принципиальные схемы главной цепи выключателя: а) с комбинированным расцепителем тока; б) с электромагнитным расцепителем тока и с замедляющим устройством T (гидравлическим у АВ типа АК, с анкерным часовым механизмом у АВ типа АВМ; в) с электронным расцепителем тока; ГК – главный контакт, КК – тепловой расцепитель, КYА – электромагнитный расцепитель, БПР – блок полупроводниковых реле, YA – исполнительный электромагнит

Тепловой (термический) расцепитель состоит из биметаллической пластины, которая располагается вблизи токоведущих частей и при нагреве (при протекании сверхтока) выше определенной температуры изгибается, воздействует на защелку механизма свободного расцепления, освобождая расцепляющее устройство (МСР), которое отключает выключатель. Быстродействие биметаллической пластины прямо пропорционально значению тока. Тепловой расцепитель характеризуется тепловой инерцией и этим обеспечивается зависимая от тока характеристика, так как для изгиба пластины и перемещения ее окончания на определенное расстояние до защелки МСР требуется некоторая постоянная энергия W. Источником этой энергии является тепловая энергия WQ, получаемая при прохождении тока по нагревательному элементу согласно закону Джоуля-Ленца:

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления, отсюда Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления.(2.1)

Если принять, что WQ = W и RНЭ (сопротивление нагревательного элемента) – постоянные величины, то получим, что время срабатывания теплового расцепителя обратно пропорционально квадрату тока, проходящего через выключатель (см. рис. 2.3). Нагревательный элемент может быть сменной частью расцепителя, и, заменяя его на другой тип, с иным сопротивлением, можно создавать расцепители на различные номинальные токи в одном типоразмере выключателя. Изменением расстояния между нагревательным элементом и биметаллической пластиной (l) можно обеспечить регулирование номинального тока расцепителя в пределах (0,7-1,0)Iнр.

Тепловые расцепители обладают слабой термической стойкостью и низким быстродействием при отключении больших токов. Поэтому автоматические выключатели только с одним тепловым расцепителем применяются редко, обычно применяется комбинация из электромагнитного и теплового расцепителя. Электромагнитный расцепитель работает при КЗ, тепловой – при перегрузках.

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления
Рис. 2.3. Тепловой расцепитель: а) времятоковая (защитная) характеристика, б) принцип действия; Iнр– номинальный ток расцепителя, Iсп – ток срабатывания при перегрузке, Iсп.= (1,05-1,4)Iнр, МСР – механизм свободного расцепления, ГК – главные контакты

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит, который при возникновении сверхтока также воздействует на расцепляющее устройство, удерживающее главные подвижные контакты, что приводит к их размыканию. Расцепитель характеризуется мгновенным срабатыванием (сотые доли секунды) и обеспечивает независимую от тока характеристику.

Время срабатывания отсечки tсо не регулируется, так как независимо от величины тока (после тока уставки расцепителя) отключение произойдет за одинаковое время (0,01-0,04)с. Катушка может быть заменяемой частью расцепителя, и, заменяя ее на другую с иным количеством витков, можно создавать электромагнитные расцепители на различные номинальные токи в одном типоразмере выключателя. Изменением силы натяжения пружины можно обеспечить регулирования тока уставки расцепителя. В автоматических выключателях некоторых производителей имеется возможность регулировать ток срабатывания в широком диапазоне (до 10 ступеней), что позволяет настроить автоматический выключатель под конкретные требования защиты. Кроме того, такую регулировку можно использовать для обеспечения селективности по току.

Комбинированный (термомагнитный) расцепитель реализуеттепловой и электромагнитный способы защиты и изготовляется по проверенной временем недорогой технологии. Термомагнитные расцепители обеспечивают ограниченно зависимую времятоковую характеристику (см. рис. 2.5).

Характеристика такого вида получается за счет комбинации двух расцепителей (теплового и электромагнитного). Область действия теплового расцепителя ограничивается областью перегрузок, так как после значения тока Iсо действует электромагнитный расцепитель, который срабатывает раньше, чем тепловой расцепитель.

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления
Рис. 2.5. Комбинированный (тепловой и электромагнитный) расцепитель: а) времятоковые (защитные) характеристики, б) принцип действия.

tсо (tm) – время срабатывания отсечки, МСР – механизм свободного расцепления,

ГК – главные контакты.

Такая характеристика получила название «двухступенчатая характеристика» и, кроме комбинированного расцепителя, может быть обеспечена полупроводниковым расцепителем, а также электромагнитным расцепителем в комбинации с часовым анкерным механизмом или гидравлическим замедлителем.

Электронный (полупроводниковый) расцепитель

В каждом полюсе автоматического выключателя размещен измерительный трансформатор тока, измеряющий протекающий через него ток. Измеренное и заданное значение токов сравниваются в электронном модуле, который, в случае превышения заданного значения, также воздействует на расцепляющее устройство, удерживающее главные подвижные контакты, что приводит к их размыканию. Времятоковая характеристика имеет три зоны срабатывания, параметры которых (ток и время) можно настраивать:

— зона срабатывания «Большая задержка» подобна зоне тепловых расцепителей и защищает цепи от перегрузки.

— зона срабатывания «Малая задержка» защищает от удаленных коротких замыканий (обычно в конце защищаемой линии). Порог срабатывания по току Im (Iсо) можно настроить, можно регулировать и время задержки tm (tсо)до 1 секунды (обычно 0,1-0,4с), что используется для обеспечения надежной селективности срабатывания расположенных ниже аппаратов защиты.

— зона срабатывания «Мгновенно» защищает от «мощных» коротких замыканий. Порог срабатывания по току If (Iмгн) устанавливается при изготовлении и зависит от модели автоматического выключателя.

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления
Рис. 2.6. Электронный расцепитель, вид времятоковой характеристики, возможности регулирования уставок тока и времени

Электронный расцепитель формирует трёхступенчатую защитную характеристику, которая аналогична двухступенчатой характеристике с выдержкой времени, но в зоне близких коротких замыканий при токе более If (Iмгн) автоматический выключатель отключается без выдержки времени.

Расцепитель минимального напряжения (минимальный расцепитель) – расцепитель, который контролирует снижение напряжения в электрической цепи и предназначен для отключения выключателя при снижении напряжения ниже определенного значения (см. рис. 2.7).

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления
Рис. 2.7. Принципиальная схема расцепителя минимального напряжения

При наличии напряжения на шинах по электромагниту КYU протекает ток, который по закону полного тока создает магнитный поток. Якорь намагничивается и втягивается в катушку, сжимая при этом пружину. Механизм свободного расцепления (МСР) позволяет производить все операции с выключателем. При исчезновении напряжения на шинах или снижении его ниже какого-то уровня электромагнитная сила будет недостаточной, чтобы противодействовать силе пружины Fп, якорь выталкивается, воздействует на защёлку МСР, и автоматический выключатель отключается. Кнопкой SB можно разорвать цепь тока электромагнита, что позволяет дистанционно отключить выключатель.

Независимый расцепитель (рис.2.8)предназначен только для дистанционного отключения автоматических выключателей.

При замыкании кнопки SB по катушке начинает протекать ток, создающий магнитный поток. Якорь намагничивается, втягивается в катушку и своим окончанием воздействует на защёлку МСР, отключая автоматический выключатель.

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления
Рис. 2.8. Принципиальная электрическая схема независимого расцепителя:
QF – главный контакт АВ, QF.1 – вспомогательный контакт АВ

Таким образом, независимый расцепитель кинематически связан с механизмом управления и обеспечивает отключение выключателя при подаче на его катушку напряжения. Питание подается через замыкающий контакт вспомогательной цепи, что предохраняет катушку независимого расцепителя от длительного нахождения под током.

Нулевой (специальный) расцепитель

Нулевой (специальный) расцепитель (имеет схему подобную схеме расцепителя минимального напряжения, но подключается после главных контактов со стороны нагрузки) – это расцепитель, который не позволяет (запрещает) включить выключатель на возможное короткое замыкание в цепи нагрузки.

Источник

Свободное расцепление автоматического выключателя

Ответ содержат требования стандарта МЭК 60898-1:2015 «Электрические аксессуары. Автоматические выключатели для защиты от сверхтока для бытовых и подобных установок. Часть 1. Автоматические выключатели для оперирования при переменном токе» и ГОСТ Р 50345–2010 (МЭК 60898-1:2003) «Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Автоматические выключатели для переменного тока», которыми предписано в каждом автоматическом выключателе (см. http://y-kharechko.livejournal.com/33943.html ) иметь механизм свободного расцепления.
Более того, в стандарте МЭК 60898-1 и в ГОСТ Р 50345 (цитируется) определён следующий термин:
«автоматический выключатель со свободным расцеплением (trip-free circuit-breaker): Выключатель, подвижные контакты которого возвращаются в разомкнутое положение и остаются в нем, когда операция автоматического размыкания начинается после начала операции замыкания, даже если сохраняется команда на замыкание.
Примечание – Чтобы обеспечивалось полное отключение тока, который мог бы включиться, может потребоваться мгновенное достижение контактами замкнутого положения».
Механизм свободного расцепления обеспечивает возвращение подвижных контактов главной цепи автоматического выключателя (см. конструкцию http://y-kharechko.livejournal.com/36382.html ) в разомкнутое положение, когда автоматическое размыкание инициируется расцепителем сверхтока после начала замыкания, даже если сохраняется команда на замыкание. Механизм свободного расцепления позволяет осуществлять отключение автоматическим выключателем сверхтока, например, в тот момент, когда выполняют его ручное управление на включение.
При ручном управлении автоматическим выключателем на включение электрической цепи, в которой имеется короткое замыкание, по замыканию главных контактов через главную цепь автоматического выключателя начнёт протекать ток короткого замыкания. Под его воздействием расцепитель сверхтока освободит удерживающее приспособление в механизме автоматического выключателя. Главные контакты автоматического выключателя начнут автоматически размыкаться, несмотря на то, что в рассматриваемый промежуток времени ещё продолжается ручное управление на их замыкание. Размыкание главных контактов происходит за счёт энергии, накопленной в механизме автоматического выключателя при его включении.
Аналогично разомкнутся главные контакты автоматического выключателя, орган управления которого заблокирован в положении «включено», если в его главной цепи начнёт протекать ток короткого замыкания или перегрузки.

Заключение. Каждый автоматический выключатель обеспечит безусловное отключение и тока перегрузки, и тока короткого замыкания при заблокированном органе управления в положении «включено». Для этого в конструкции автоматического выключателя предусмотрен механизм свободного расцепления.

Источник

Механизм свободного расцепления

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления

Механизм предназначен для отключения и удержания во включенном состоянии аппарата. Схема механизма свободного расцепления представлена на рис. 1.41. Он состоит из трех рычагов (звенья 1-3), соединенных шарнирами 2,3 между собой и шарнирами 1,4 с неподвижным основанием. В шарнире 1 на звене 1 жестко закреплен шток, соединенный с контактной системой. При повороте штока происходит размыкание контактов. На звено 1 постоянно действует момент сил Мпр, создаваемый предварительно поджатой пружиной. На рис. 1.41 сплошными линиями показано взведенное положение механизма, когда контакты замкнуты. Расположение звеньев механизма с небольшим прогибом в шарнире 3 обеспечивает при отсутствии силы P прижатие звена 2 к упору под действием момента пружины Мпр. Сила P приводит в действие механизм расцепления и обычно создается электромагнитом или другим устройством, которое срабатывает, например, при превышении тока уставки аппарата. Эта сила поднимает шарнир 3 выше точки неустойчивого равновесия, где звенья 2 и 3 находятся на одной прямой, и механизм начинает движение под действием момента приложенного к звену 1 момента до устойчивого положения, показанного на рисунке пунктирной линией. В этом положении звенья 2 и 3 удерживаются вытянутыми вдоль прямой линии усилием звена 1.

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления

Рис. 1.41. Схема механизма свободного расцепления.

Имитационная модель для анализа динамики работы механизма свободного расцепления, созданная с помощью инструментов Matlab Simulink (Simscape SimMechanics) [26]показана на рис. 1.42. Основные элементы модели: звено, шарнир, упор, момент пружины и сила. Звено – это стержень, который в модели представлен элементом Body : твердое тело с массой m, моментом инерции относительно центра масс J, координатами центра масс и координатами точек присоединения к шарнирам. Модель шарнира составлена из элемента Custom Joint с одной степенью свободы вращения. Момент, действующий на звено 1 относительно оси шарнира 1, задан элементом Joint Spring & Damper как пружина кручения с предварительным поджатием. Импульс силы формируется элементами Pulse Generator и Body Actuator, подключенными к звену 2 в месте шарнира 3. К этому же шарниру подключен упор, ограничивающий угол относительного вращения звеньев 2 и 3 в диапазоне от начального до максимального.

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления

Рис. 1.42. Имитационная модель для анализа динамики работы механизма свободного расцепления с помощью инструментов Matlab Simulink (Simscape SimMechanics).

Динамику работы устройства иллюстрируют рассчитанные осциллограммы процессов перемещения шарниров 1 и 2, приведенные на рис. 43. Там же показан импульс силы P, воздействующий на шарнир 3. На рис. 43, а процесс при снятом верхнем ограничении на относительный угол поворота звеньев 2 и 3. Конечное положение деталей устройства изображены пунктирной линией на рис. 1.41. На рис. 1.43, б введено ограничение на максимальный относительный угол разворота звеньев 2 и 3 – 80 градусов. В этом случае конечное положение деталей устройства изображено на рис. 1.41 точечной линией. Осциллограммы показывают изменение во времени координат X и Y шарниров, по которым можно определить время срабатывания расцепителя.

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепленияa) Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепленияб)

Рис. 1.43. Осциллограммы (а, б) процессов перемещения шарниров 1 и 2.

Источник

Автоматические выключатели

Как работает автоматический выключатель

Автоматические выключатели (выключатели, автоматы) являются коммутационными электрическими аппаратами, предназначенными для проведения тока цепи в нормальных режимах и для автоматической защиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов (токов короткого замыкания, токов перегрузки, снижения или исчезновения напряжения, изменения направления тока, возникновения магнитного поля мощных генераторов в аварийных условиях и др.), а также для нечастой коммутации номинальных токов (6-30 раз в сутки).

Благодаря простоте, удобству, безопасности обслуживания и надежности защиты от токов короткого замыкания эти аппараты широко применяются в электрических установках малой и большой мощности.

Автоматические выключатели относятся к коммутационным аппаратам ручного управления, однако многие типы имеют электромагнитный или электродвигательный привод, что дает возможность управлять ими на расстоянии.

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления

По выполняемым функциям защиты автоматические выключатели делятся на автоматы: максимального тока, понижения напряжения и обратной мощности.

Автоматы максимального тока служат для автоматического размыкания электрической цепи при возникновении в ней токов короткого замыкания и перегрузок сверх установленного предела. Заменяя собой, рубильник и плавкий предохранитель, они обеспечивают более надежную и избирательную защиту при нештатных режимах.

Если условия среды отличны от нормальных (влажность воздуха выше 85% и в нем содержатся примеси вредных паров), то автоматические выключатели следует помещать в ящики и шкафы пылевлагонепроницаемого и химостойкого исполнения.

Классификация

Автоматические выключатели подразделяются на:

Быстродействие обеспечивается самим принципом действия (поляризованный электромагнитный или индукционно-динамический принципы и др.), а также условиями для быстрого гашения электрической дуги. Подобный принцип используется в токоограничивающих автоматах;

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления

Особенности конструкции и принцип действия автомата определяются его назначением и сферой применения.

Включение и выключение автомата может производиться вручную, электродвигательным или электромагнитным приводом.

Ручной привод применяется при номинальных токах до 1000 А и обеспечивает гарантируемую предельную коммутационную способность вне зависимости от скорости движения включающей рукоятки (оператор должен производить операцию включения решительно: начав — доводить до конца).

При перегрузках и токах короткого замыкания отключение выключателя производится независимо от того, удерживается ли рукоятка управления во включенном положении.

Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть фото Для чего нужен механизм свободного расцепления. Смотреть картинку Для чего нужен механизм свободного расцепления. Картинка про Для чего нужен механизм свободного расцепления. Фото Для чего нужен механизм свободного расцепления

Для коммутации цепи без тока или для редких коммутаций номинального тока могут применяться автоматы без расцепителей.

Выпускаемые промышленностью серии автоматических выключателей рассчитаны на применение в различных климатических поясах, размещение в местах с разными условиями эксплуатации, на работу в условиях, различных по механическим воздействиям и по взрывоопасности среды, и обладают разной степенью защиты от прикосновения и от внешних воздействий.

Автоматические выключатели состоят из следующих основных узлов:

Контактная система состоит из неподвижных контактов, закрепленных в корпусе, и подвижных контактов, шарнирно посаженных на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, обычно, одинарный разрыв цепи.

Дугогасительное устройство устанавливается в каждом полюсе выключателя и предназначается для локализации электрической дуги в ограниченном объеме. Оно представляет собой дугогасительную камеру с деионной решеткой из стальных пластин. Могут быть предусмотрены также искрогасители, представляющие собой фибровые пластины.

Механизм свободного расцепления представляет собой шарнирный 3- или 4-звенный механизм, который обеспечивает расцепление и отключение контактной системы как при автоматическом, так и при ручном управлении.

Тепловой максимальный расцепитель представляет собой термобиметаллическую пластину. При токах перегрузки деформация и усилия этой пластины обеспечивают автоматическое отключение выключателя. Выдержка времени уменьшается с ростом тока.

Полупроводниковые расцепители состоят из измерительного элемента, блока полупроводниковых реле и выходного электромагнита, воздействующего на механизм свободного расцепления автомата. В качестве измерительного элемента используется трансформатор тока (на переменном токе) или дроссельный магнитный усилитель (на постоянном токе).

Полупроводниковый расцепитель тока допускает регулировку следующих параметров:

Во многих автоматах применяют комбинированные расцепители, использующие тепловые элементы для защиты от токов перегрузок и электромагнитные для защиты от токов коротких замыканий без выдержки времени (отсечки).

Выключатель имеет также дополнительные сборочные единицы, которые встраиваются в выключатель или крепятся к нему снаружи. Ими могут быть независимый, нулевой и минимальный расцепители, свободные и вспомогательные контакты, ручной и электромагнитный дистанционный привод, сигнализация автоматического отключения, устройство для запирания выключателя в положении „отключено».

Независимый расцепитель представляет собой электромагнит с питанием от постороннего источника напряжения. Минимальный и нулевой расцепители могут выполняться с выдержкой времени и без выдержки времени. С помощью независимого или минимального расцепителя возможно дистанционное отключение автомата.

Условия эксплуатации

Автоматические выключатели выпускаются в исполнениях с разной степенью защиты от прикосновений и внешних воздействий (IPOO, IP20, IP30, IP54). При этом степень защиты зажимов для присоединения внешних проводников может быть ниже степени защиты оболочки выключателя.

Выключатели изготавливают в 5-ти климатических исполнениях и 5-ти категорий размещения, что кодируется буквами У, УХЛ, Т, М, ОМ и цифрами 1,2,3,4,5.

Выключатели рассчитаны для работы в продолжительном режиме в следующих условиях:

Группы условий эксплуатации электротехнических изделий в части воздействия механических факторов внешней среды определены ГОСТ 17516.1-90. В соответствии с данными каталогов автоматические выключатели предназначены для эксплуатации в группах Ml, М2, МЗ, М4, Мб, М9, М19, М25.

По технике безопасности автоматические выключатели соответствуют ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.6-75, требованиям „Правил устройств электроустановок» и обеспечивают условия эксплуата­ции, установленные „Правилами технической эксплуатации установок потребителем» и „Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем», утвержденными Госэнергонадзором 21.12.94 г. В части защиты от токов утечки выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.038-82.

Эксплуатация в нерабочем состоянии (хранение и транспортирование при перерывах в работе) соответствует ГОСТ 15543-70 и ГОСТ 15150-69.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *