Техническое обслуживание и ремонт

Лекция № 7, 8

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ

КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ.

Назначение и устройство коммутационных аппаратов

Коммутационный аппарат – аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной или нескольких электрических цепях.

Коммутационный аппарат – электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и снятия напряжения с части электроустановки.

Механический коммутационный аппарат – коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания и размыкания 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 путём перемещения его контакт-деталей относительно друг друга

2) Бесконтактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию без перемещения и разрушения его деталей.

 

Виды коммутационных аппаратов.

Основными электрическими коммутационными аппаратами являются следующие:

1) выключатель;

2) выключатель нагрузки;

3) отделитель;

4) короткозамыкатель;

5) разъединитель;

6) автоматический выключатель;

7) устройство защитного отключения;

8) контактор;

9) реле;

10) рубильник;

11) пакетный выключатель;

12) предохранитель.

 

Выключатели.

Высоковольтный выключатель – коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.

Выключатели напряжением 6 -10 кВ являются наиболее ответственными аппаратами распределительных устройств. Они служат для включения и отключения под нагрузкой электрических цепей в нормальных режимах работы и для автоматического отключения при КЗ. Отключение и включение токов КЗ является наиболее тяжелым режимом.

Рисунок 1 – Малообъёмный масляный выключатель ВМГ-10

Для успешной работы выключатели должны обладать достаточной отключающей способностью и возможно меньшим временем действия. По степени быстродействия выключатели разделяют на сверхбыстродействующие с временем отключения до 0,06 с, быстродействующие – от 0,06 до 0,08 с, ускоренного действия – от 0,08 до 0,12 с и небыстродействующие – от 0,12 до 0,25 с.
      В зависимости от среды, в которой расходятся контакты и гасится дуга, выключатели бывают масляные, со специальными жидкостями, воздушные пневматические, воздушные электромагнитные, автогазовые (с газом, генерируемым твердым веществом под действием температуры дуги), элегазовые, вакуумные, со специальными газами.

В зависимости от количества масла масляные выключатели делятся на две группы: с большим объемом масла (ВМ, ВМБ, МКП и др.) и с малым объемом (ВМГ, ВМП и др.). В многообъемных выключателях масло выполняет двойную функцию: гасит дугу и изолирует токоведущие части друг от друга и от заземленного бака. Масло в малообъемных выключателях служит только для гашения дуги.
Указанные группы характеризуются различными принципами гашения дуги. У многообъемных выключателей возникающая при расхождении контактов дуга действием высокой температуры разлагает масло, образуя газовый пузырь (до 70 % водорода) с областью большого давления. Дуга при этом охлаждается (водород обладает большой теплопроводностью) и при дальнейшем увеличении расстояния между контактами гаснет.

Конструктивная схема масляного бакового выключателя приведена на

рисунке 2.

Бак выключателя 1, заполненный трансформаторным маслом 2, устанав-ливается на опорах. На стенках бака имеется внутрибаковая изоляция 9. Через крышку 3 проходят фарфоровые изоляторы 4 с выводами в виде стержней не- подвижных главных контактов 7. Подвижные контакты 8 крепятся на подвиж- ной траверсе. Движение контактов всех полюсов осуществляется от приводного механизма с помощью тяги и вала 6. Во включенном положении траверса с подвижными контактами 8 поднята и они замыкают неподвижные контакты 7. Отключающая пружина 5 сжата. Выключатель во включенном положении удерживается защелкой привода.

При оперативном или автоматическом отключении выключателя защелка освобождается и под действием отключающей пружины 5 траверса с подвижными контактами опускается вниз. При этом образуется двойной разрыв главной цепи в каждом полюсе. Возникшие на контактах электрические дуги способствуют разложению масла и его испарению. Образуется газопаровой пузырь. Дуга охлаждается водородом газопаровой смеси и гаснет. Время гашения дуги составляет 0,08 – 0,1 с. Масло в бак заливается с некоторым пространством под крышкой 3, что играет роль воздушного демпфера. Это вызвано тем, чтобы уменьшить силу удара в крышку от возникших газов при гашении дуги. Однако уровень масла должен быть таким, чтобы обеспечивалось полное охлаждение газов. В против- ном случае нагретые газы могут вызвать взрыв смеси водорода с воздухом.

Недостатком масляных выключателей является то, что из-за наличия трансформаторного масла они являются взрыво- и пожароопасными. Это привело к замене этих выключателей другими. Однако в настоящее время в эксплуатации находится большое количество баковых выключателей на напряже- ние 110 и 220 кВ.

Маломасляные выключатели могут иметь дугогасительные устройства в нижней или верхней части полюса и осуществлять перемещение подвижного контакта сверху вниз или снизу вверх. Выключатели с перемещением подвижного контакта на включение снизу вверх и установкой дугогасительного уст- ройства в верхней части полюса более перспективны, т. к. повышаются отклю- чаемые токи и улучшаются динамические процессы при отключении.

 

 

1 – бак выключателя; 2 – трансформаторное масло; 3 – крышка; 4 – изолятор;

5 – отключающая пру- жина; 6 – вал; 7 – неподвижный главный контакт;

8 – подвижный контакт; 9 – внутрибаковая изоляция

 

Рисунок 2 – Конструктивная схема масляного бакового выключателя

 

В малообъемных выключателях электрическая дуга гасится потоком газомасляной смеси, образующейся в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры дуги. Этот поток получает определенное направление в специальном дугогасящем устройстве – дугогасительной камере.

Масляный выключатель типа ВМГ-10 относится к малообъемным (горшковым) масляным выключателям и является коммутационным аппаратом, способным отключать любые токи нагрузки и короткого замыкания вплоть до предельного тока отключения, равного 20 кА. Выключатель ВМГ-10 широко применяют в РУ-6 -10 кВ трансформаторных подстанций 110-35 кВ.

Принцип работы выключателя ВМГ-10 основан па гашении электрической дуги, возникающей при размыкании контактов, потоком газомасляной смеси, которая образуется в результате интенсивного разложения трансформаторного масла под действием высокой температуры горения дуги. Этот поток получает определенное направление в специальной дугогасительной камере, размещенной в зоне горения дуги.

Масляные выключатели типа ВМГ-10 могут управляться электромагнитным приводом постоянного тока ПЭ-11 или пружинным приводом ПП-67.

Выключатель нагрузки.

В принципе мини-рубильники и выключатели нагрузки это одно и тоже. Они свободно продаются в магазинах, но пользуются меньшим спросом, чем автоматические выключатели. Мини-рубильники представляют собой устройства, которые используются для коммутации (включения - отключения) цепей под нагрузкой. Они изготавливаются в модульном исполнении и по внешнему виду похожи на обычные автоматы.

Отделитель.

Отделитель – высоковольтный аппарат, предназначенный для быстрого автоматического отключения повреждённых участков цепи в бестоковую паузу АПВ, поскольку его конструкция не рассчитана на гашение электрической дуги. Устройство отделителя такое же, как и разъединителя. Отличие от последнего в том, что отделитель в комбинации с короткозамыкателем создаёт систему отделитель – короткозамыкатель которая представляет альтернативу высоковольтному выключателю.

Принцип действия отделителя

Обычно отделитель представляет контактную систему рубящего типа без дугогашения и снабжённого пружинно – моторным приводом. В нормальном режиме электродвигателем осуществляется натяжение пружины и постановку механизма на защелку. При подаче сигнала защелка освобождается специальным расцепителем электромагнитного действия и под действием натянутой пружины отделитель размыкает цепь. Такой принцип (пружинное отключение) необходим для энергонезависимости срабатывания отделителя (для надёжной его работы). Необходимо также отметить обязательную блокировку отключения отделителя под током.

Преимущества отделителя:

· Дешевизна – по сравнению с тяжёлым высоковольтным выключателем

Недостатки отделителя:

· Низкая надёжность – поскольку отделители располагаются в основном в ОРУ, то осадки могут привести к отказу срабатывания отделителя.

Применение отделителя:

Область применения отделителей сокращается в связи с признанием системы отделитель – короткозамыкатель морально устаревшей. Отделители также применяются в воздушных выключателях, как оборудование интегрированное в аппарат.

Отделители предназначаются для секционирования ответвлений от магистральных воздушных линий 6-10 кВ. Их устанавливают на опоре в начале ответвления от линии. Снабженные автоматическим приводом, они отключают ответвление при КЗ на нем. Операция совершается во время бестоковой паузы, когда с питающей линии вместе с ответвлениями снимается напряжение отключением выключателя со стороны питающей подстанции. После отключения отделителей на поврежденном ответвлении от АПВ второго цикла включается выключатель на питающей подстанции – линия получает напряжение.
       Наличие отделителей на ответвлении не требует установки разъединителей для создания видимого разрыва при проведении ремонтных работ на ответвлении (видимый разрыв цепи обеспечивается отделителями).
На рис. 5 показаны отделители типа ОСА-10/200 – это коммутационный аппарат качающегося типа, снабженный пружинным приводом с механизмом свободного расцепления и устройством для автоматического и ручного отключения.

 

Рисунок 5 – Отделители типа ОСА-10/200:
1 – делитель напряжения; 2 – датчик тока (на штыревом изоляторе); 3 – отделители; 4 – вспомогательные пружины контактной системы; 5 – тяга от привода; 6 – опора

Привод и блок автоматики установлены в нижней части опоры (на рисунке не показано). Информацию о прохождении по линии тока КЗ блок автоматики получает от датчика тока 2. Контроль напряжения на линии, а также зарядка конденсатора блока автоматики осуществляется с помощью делителя напряжения, смонтированного в корпусе предохранителя ПК-10. Во включенном положении отделители удерживаются приводом. Отключение аппарата производится за счет энергии отключающих пружин привода и вспомогательных пружин 4 контактной системы при воздействии на механизм свободного расцепления блока автоматики или оператора – вручную.

 

Короткозамыкатель.

Короткозамыкатель – коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного короткого замыкания в электроустановке с целью создания КЗ для отключения поврежденного участка действием релейной защиты на выключатель головной подстанции.

Устройство короткозамыкателя.

Конструктивно короткозамыкатель аналогичен заземлителю, но за счёт мощной контактной системы может включаться на короткое замыкание. Представляет собой однополюсный или двухполюсный (в зависимости от системы рабочего заземления сети) разъединитель, снабжённый пружинным приводом для автоматического включения и предназначенный для соединений провода (проводов) трёхфазной системы с землёй по ручной команде или от релейной защиты.

Разъединитель.

Разъединитель – контактный коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет в отключенном положении изоляционный промежуток.

Разъединители изготовляют для внутренней и наружной установки. На напряжение до 35 кВ выполняют трехфазные разъединители, собираемые на одной раме, а на напряжение свыше 35 кВ – однофазные, поскольку из-за большего расстояния между полюсами.трехфазная конструкция получается громоздкой. Привод разъединителей может быть: ручным с помощью изоляционной штанги; рычажным или червячным, управляемым оператором; с электродвигателем; с пружинным или пневматическим управлением.

Рисунок 7 – Трехфазный разъединитель серии РВ для внутренней установки

 

На рис. 7 показан трехфазный разъединитель серии РВ на напряжение 10 кВ и ток 400 А для внутренней установки. Он смонтирован на сварной раме 1. Неподвижные контакт-детали 4 и 12 врубного типа установлены на изоляторах 13. Перемещение подвижных контакт-деталей 5 осуществляется поворотом вала 3, соединенного через изоляторы 11 с вилкой 10. Подвижная контакт-деталь выполнена из двух медных пластин, расстояние между которыми в отключенном состоянии определяется дистанционной втулкой 9. Контактное нажатие создается пружинами 8, передающими усилие на пластины подвижной контакт-детали через стальные накладки 6. Поворот подвижной контакт-детали происходит вокруг оси 7, установленной в кронштейне. Управление разъединителем осуществляется ручным рычажным приводом, который связан с рычагом 2.

Конструкция разъединителей.

Разъединители не имеют устройств для гашения дуги и поэтому не допускают отключения ими цепи под нагрузкой, так как это приводит к возникновению устойчивой дуги, вызывающей КЗ между фазами.

Разъединитель состоит из трехполюсных (однополюсных) групп разъединителя и заземлителей. Каждая группа управляется своим приводом.

Разъединитель 10 кВ

Полюс разъединителя представляет собой две поворотные колонки изоляторов, установленных на раме и несущих на себе токоведущую систему с двумя проходными и одним размыкаемым в горизонтальной плоскости контактом.

Размыкаемый контакт разъединителя выполнен в виде кулачкового контакта, закрепленного на конце одного токопровода, и контактных пальцев, закрепленных на конце другого, Во включенном положении разъединителя контактные пальцы охватывают кулачковый контакт. Пальцы и кулачковые контакты имеют серебряное покрытие.

По способу установки

1. На горизонтальной плоскости

2. На вертикальной плоскости

По способу управления:

1. С ручным приводом - оперативной штангой, рычажным или штурвальным

2. С двигательным приводом - электрическим, пневматическим или гидравлическим

Основные требования предъявляемые к разъединителям:

1) Разъединитель должен иметь видимый разрыв цепи;

2) Разъединитель должен быть устойчивым в термическом и электродинамическом отношениях;

3) Разъединитель должен иметь надлежащую изоляцию, обеспечивающую надежную работу его при возможных перенапряжениях и ухудшении атмосферных условий (туман, дождь и т.д.);

4) Разъединитель должен допускать четкое включение и отключение при наихудших условиях, которые могут иметь место в эксплуатации (например, обледенение);

5) Разъединитель должен иметь простую конструкцию, удобную для транспортировки, монтажа, эксплуатации.

Разъединители внутренней установки предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях при напряжениях 6 – 20 кВ. В основном, изготавливаются с врубными контактами. Подвижные контакты в виде пластин закрепляются на одном из неподвижных контактов с помощью оси. Второй неподвижный контакт либо охватывается пластинами подвижного контакта, либо подвижная пластина входит между ламелями неподвижного контакта.

В открытых распределительных устройствах РТП используются разъединители наружной установки на напряжение 35-110 кВ наружной установки, работающие в неблагоприятных условиях внешней среды. Широкое применение нашли разъединители горизонтально-поворотного типа РНД. На рисунке 8 показана конструкция этого разъединителя.

На раме 1 устанавливаются колонки изоляторов 2 трех полюсов. Один полюс (средний) является ведущим, который соединяется с приводом 9. Движение к ведомым полюсам передается с помощью тяг. На изоляторах крепятся контакты с выводами 3. Для надежного контактирования контактов 3 применяются гибкие связи 4. Замыкание и размыкание главных контактов происходит в горизонтальной плоскости при повороте колонок изоляторов 2 от привода 9 че- рез тягу 8. Один из главных контактов 5 имеет ламели, другой – врубную пластину (нож), входящую при замыкании между ламелями. Контактное нажатие создается пружинами. Разъединители могут иметь заземляющие ножи 7, обеспечивающие заземление установки при отключении разъединителя. Привод разъединителя может быть ручным или электродвигательным, осуществляющим передачу движения контактам через редуктор.

1 – рама; 2 – колонка изоляторов; 3 – контакт; 4 – гибкая связь;

5 – главный контакт с ламелями; 6 – главный контакт с пластиной;

7 – заземляющие ножи; 8 – тяга; 9 – привод

Рисунок 8 – Высоковольтный разъединитель наружной установки

горизонтально-поворотного типа

 

Автоматические выключатели

6.1 Автоматический выключатель – контактный коммутационный аппарат (механический или электронный), способный включать токи, проводить их и отключать при нормальных условиях в цепи, а также включать, проводить в течение нормированного (заданного) времени и автоматически отключать токи при нормированных ненормальных условиях в цепи, таких как токи короткого замыкания.

Автоматический выключатель предназначен для защиты электрической цепи от перегрузки и токов короткого замыкания. Главным отличием от плавкой вставки является возможность многократного использования и стабильность уставки срабатывания.

На рисунке 9 изображен обычный автоматический выключатель

Рисунок 9 – Трехфазный автоматический выключатель

 

Изготовляются в основном на токи от 6,3 до 6300А и напряжения до 1000 В переменного тока и 440 В постоянного тока в соответствии со стандартизированными шкалами токов и напряжений.

По времени выключения различают:

- нормальные выключатели (собственное время отключения t_c = 0,02…1 с);

- селективные выключатели (собственное время отключения t_c = 0,25 – 0,6 с);

- быстродействующие выключатели (собственное время отключения t_c < 0,005 с);

Автоматические выключатели классифицируются по следующим показателям:

1. По роду тока главной цепи: постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного тока.

Номинальные токи главных цепей выключателей, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха +40 °C, должны соответствовать ГОСТ 6827. Номинальные токи для главных цепей выключателя выбирают из ряда: 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 2000; 4000; 6300 А. Дополнительно могут выпускаться выключатели на номинальные токи главных цепей выключателей: 1500; 3000; 3200 А.

Номинальные токи максимальных расцепителей тока выключателей, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха +40 °C, должны соответствовать ГОСТ 6827.

Допускаются номинальные токи максимальных расцепителей тока: 15; 45; 120; 150; 300; 320; 600; 1200; 1500; 2000; 3000; 3200 А.

2. По конструкции: воздушный автоматический выключатель (англ. Air Circuit Breaker, сокращенно АСВ) от 800 А до 6300 А, выключатель в литом корпусе (с англ. – «МССВ») от 10 А до 2500 А, модульные автоматические выключатели (с англ. – «МСВ») от 0,5 А до 125 А.

1) По числу полюсов главной цепи: однополюсные; двухполюсные; трёхполюсные; четырёхполюсные.

2) По наличию токоограничения: токоограничивающие; нетокоограничивающие.

3) По видам расцепителей: с максимальным расцепителем тока; с независимым расцепителем; с минимальным или нулевым расцепителем напряжения.

4) По характеристике выдержки времени максимальных расцепителей тока: без выдержки времени; с выдержкой времени, независимой от тока; с выдержкой времени, обратно зависимой от тока; с сочетанием указанных характеристик.

5) По наличию свободных контактов («блок-контактов») для вторичных цепей: с контактами; без контактов.

6) По способу присоединения внешних проводников: с задним присоединением; с передним присоединением; с комбинированным присоединением (верхние зажимы с задним присоединением, а нижние – с передним присоединением или наоборот); с универсальным присоединением (передним и задним).

7) По виду установки: выкатные с втычными контактами; стационарные.

8) По виду исполнения отсечки: селективные, неселективные.

9) По виду привода: с ручным; с двигательным; с пружинным.

10) По наличию и степени защиты выключателя от воздействия окружающей среды и от соприкосновения с находящимися под напряжением частями выключателя и его движущимися частями, расположенными внутри оболочки (в соответствии с требованиями ГОСТ 14255).

 

Тепловой расцепитель.

Представляет собой биметаллическую пластину (5), нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (время-токовая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, составляет 1,45 от тока уставки теплового расцепителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом (6). В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины. Роль теплового расцепителя может выполнять электромагнитный (мгновенный) расцепитель, оснащённый гидравлическим замедлителем срабатывания. Такие автоматические выключатели отличаются пожаробезопасностью, так как не имеют нагреваемого элемента (биметаллической пластины).

Биметаллическая пластина представляет собой ленту из двух металлических полос с разными коэффициентами теплового расширения. В автоматическом выключателе она выполняет роль теплового расцепителя. Две полосы не сплавлены между собой и обычно скреплены с одного конца пайкой или сваркой. Другие концы закреплены неподвижно. Биметаллическая пластина включена в цепь последовательно с нагрузкой. В результате её нагревания электрическим током пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. В случае перегрузки изгиб пластины обеспечивает отключение автоматического выключателя.

Нормальные и селективные автоматические выключатели токоограничивающим действием не обладают. Быстродействующие выключатели, так же как предохранители, обладают токоограничивающим действием, так как отключают цепь до того, как ток в ней достигнет значения І_у.

Селективные автоматические выключатели позволяют осуществить селективную защиту сетей путём установки автоматических выключателей с разными выдержками времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.

Дифференциальные автоматы

Дифференциальный автоматический выключатель (дифавтомат) – это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической цепи от сверхтоков, а так же от токов утечки.

Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию. Другими словами дифавтомат – это устройство совмещающее в себе функции автоматического выключателя и УЗО.

У дифавтомата есть множество вариантов названий: автоматический выключатель дифференциального тока, дифференциальный автоматический выключатель, автоматический выключатель дифференциального тока и т.п.

Как следует из определения дифавтомат выполняет следующие функции:

1) Защита от сверхтоков, т.е. защищает электрическую сеть от перегрузок и коротких замыканий.

2) Защита от токов утечки, т.е. обеспечивает защиту от пожаров и от поражения человека электрическим током.

Контакторы

Контактор – двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы. Разновидность электромагнитного реле.

Новые контакторы переменного тока NXC имеют современный дизайн и компактную конструкцию (рисунок 16). Они используются, главным образом для частых запусков и управления двигателями переменного тока, а также для удаленного замыкания/размыкания цепи.

Их также можно сочетать с соответствующими реле тепловой защиты для создания электромагнитных пускателей

      Рисунок 16 – Современные контакторы переменного тока типа NXC

 

Наиболее широко применяются однополюсные и двухполюсные контакторы постоянного тока и трёхполюсные контакторы переменного переменного тока. К контакторам из-за частых коммутаций (число коммутаций у контакторов разной категории изменяется от 30 до 3600 в час) предъявляются повышенные требования по механической и электрической износостойкости. Контакторы как постоянного, так и переменного тока содержат: электромагнитную систему, контактную систему, состоящую из подвижных и неподвижных контактов, дугогасящую систему, систему блок-контактов (вспомогательные контакты, переключающие цепи сигнализации и управления при работе контакторов). В отличие от автоматических выключателей контакторы могут коммутировать только номинальные токи, они не предназначены для отключения токов короткого замыкания.

Управление контактором осуществляется посредством вспомогательной цепи, обычно переменного тока, проходящего по катушкам контактора, напряжением 24, 42, 110/127, 220 или 380 вольт. Для обеспечения безопасности при обслуживании контактора величина оперативного тока должна быть значительно ниже величины рабочего тока в коммутируемых цепях. Контактор не имеет механических средств для удержания контактов во включенном положении, при отсутствии управляющего напряжения на катушке контактора он размыкает свои контакты. Для удержания контактов в рабочем положении применяется схема «самоподхвата» с использованием пары нормально-открытых контактов или постоянно существующий потенциал, например, напряжение с выхода ПЛК.

Как правило, контакторы применяются для коммутации электрических цепей промышленного тока при напряжении до 660 В и токах до 1600 А. Для использования в качестве контактора могут применяться управляющие реле (англ. control relay), имеющие нормально открытые пары контактов.

Основные области применения контакторов: управление мощными электродвигателями (например, на тяговом подвижном составе – электровозах, тепловозах, электропоездах, трамвайных и троллейбусных вагонах, на лифтах), коммутация цепей компенсации реактивной мощности, коммутация больших постоянных токов.

Реле

Реле – коммутационное устройство (КУ), соединяющее или разъединяющее цепь электрической или электронной схемы при изменении входных величин. На рисунках 17 и 18 показан внешний вид различных электрических реле.

               Рисунок 17 – Внешний вид электрического реле

 

                Рисунок 18 – Внешний вид электрического реле

По виду физических величин, на которые реагируют реле, они делятся на: электрические, механические, тепловые, оптические, магнитные, акустические. Часто реле, которые должны реагировать на неэлектрические величины, выполняют с помощью датчиков, соединенных с электрическими релейными элементами.

Реле называют различные таймеры, например таймер указателя поворота автомобиля, таймеры включения/выключения различных приборов и устройств, например бытовых приборов (реле времени).

По назначению делятся на:

1. Аварийные:

а) аварийного отключения;

б) повторного включения;

в) включения резерва.

2. Контроля и управления:

а) воспринимающие;

б) исполнительные;

в) промежуточные.

Рубильники

Рубильник – простейший электрический коммутационный аппарат с ручным приводом и металлическими ножевыми контактами, входящими в неподвижные пружинящие контакты (гнёзда), применяемый в электротехнических цепях для включения/отключения нагрузки с большой силой тока.

Рубильники применяются для включения узлов, находящихся под нагрузкой (с дугогасительной камерой), и систем подачи электроснабжения с большой силой тока (обычно от 20 Ампер). Рубильники без дугогасительной камеры предназначены для включения и отключения сети без нагрузки.

Рубильники, имеющие компактный размер и выполненные в защищенном корпусе, а также не имеющие характерного длинного (порядка 20 см и более) рычага принято называть «выключатель» или «разъединитель».

Рубильники являются простейшими аппаратами ручного управления, которые используются в цепях переменного тока при напряжении до 660 В и постоянного тока при напряжении до 440 В.

На рисунках 19, 20, 21, 22 изображены рубильники различных типов и исполнения.

 

                Рисунок 19 – Открытый трехполюсный рубильник

 

          Рисунок 20 – Закрытый трехполюсный рубильник (выключатель)

                       Рисунок 21 – Реверсивный рубильник

                Рисунок 22 – Однополюсный рубильник

 

Классификация рубильников.

Рубильники и переключатели классифицируются но следующим признакам:

1) по величине номинального тока – 100; 200; 400; 600; 1000 А;

2) по количеству полюсов – однополюсные, двухполюсные, трехполюсные:

3) по наличию разрывных контактов – с разрывными контактами, без разрывных контактов.

Независимо от наличия разрывных контактов одни и те же рубильники и переключатели пригодны для работы на постоянном и переменном токе. Но вследствие худших условий гашении дуги на постоянном токе рубильники и переключатели без разрывных контактов в сетях постоянного тока применяются только в качестве разъединителей;

4) по способу управления – с непосредственным управлением для монтажа с лицевой стороны распределительного устройства, с дистанционным управлением для монтажа с задней стороны распределительного устройства;

5) по способу присоединения проводов – с передним присоединением проводов, с задним присоединением проводов.

По количеству полюсов рубильники подразделяются на одно-, дух- и трехполюсные, по роду тока управления бывают с центральной и боковой рукояткой, по способу присоединения – с передней и задней стороны аппарата.

Рубильники и переключатели выпускают в одно-, двух- и трехполюсном исполнении с центральным или рычажным приводом для переднего или заднего присоединения проводов. Рубильники с центральной рукояткой служат в качестве разъединителя, т. е. отключают предварительно обесточенные электрические цепи, а с боковой рукояткой и рычажными приводами – отключают цепи под нагрузкой.

 

Пакетные переключатели

Пакетные выключатели служат для включения и отключения электрических цепей постоянного и переменного тока до 100 А при напряжении 220 В и до 60 А – при напряжении 380 В. Пакетные выключатели и переключатели значительно компактнее рубильников. Пакетные выключатели монтируются с выводом на панель только рукоятки, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала.

На рисунках 23, 24 показаны пакетные переключатели различных типов.

              Рисунок 23 – Пакетный переключатель ПП 2-40/Н2 (40А,  220В)

 

             Рисунок 24 – Пакетный переключатель КПУ11-10/136

 

Предохранители

Предохранитель – коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи размыканием или разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определённое значение.

Предохранитель включается последовательно с потребителем электрического тока и разрывает цепь тока при превышении им номинального тока, – тока, на который рассчитан предохранитель.

По принципу действия при разрыве тока в защищаемой цепи предохранители разделяются на четыре класса – плавкие, электромеханические, электронные и использующие нелинейные обратимые свойства по изменению сопротивления после воздействия сверхтока у некоторых проводящих полупроводниковых материалов (самовосстанавливающиеся предохранители).

В плавких предохранителях при превышении тока свыше номинального происходит разрушение токопроводящего элемента предохранителя (расплавление, испарение), традиционно этот процесс называют «перегоранием» или «сгоранием» предохранителя.

В электронных предохранителях защищаемую цепь разрывают бесконтактные ключи.

В самовосстанавливающихся предохранителях, при превышении тока, на несколько порядков увеличивается удельное электрическое сопротивление полупроводникового материала токопроводящего элемента предохранителя, что снижает ток цепи, после снятия тока и их охлаждения восстанавливают своё сопротивление.

Под термином электрический предохранитель или, обычно, предохранитель, подразумевается наиболее часто используемый и дешёвый плавкий предохранитель.

Предохранители повсеместно используются для защиты любого электрооборудования, например, для исключения перегрева проводов бытовой электрической сети в случае коротких замыканий.

Предохранители на принципиальных электрических схемах обозначаются аббревиатурой «FU» (международное обозначение, от англ. to fuse – плавить) или «Пр» (графическое изображение в советских и российских стандартах).

На рисунках 26, 27, 28 изображены плавкие предохранители различных типов.

    

Рисунок 26 – Плавкий предохранитель в керамическом корпусе

          Рисунок 27 – Плавкий предохранитель в стеклянном корпусе

 

Рисунок 28 – Плавкий предохранительRT36 с ножевым контактом и держателем