Коммутационные аппараты до 1 кВ

Неавтоматические выключатели

Неавтоматические выключатели предназначены для отсоединения отдельных обесточенных частей от напряжения или включения и отключения электрической цепи в нормальных режимах при токах, не превышающих 0,2 - 1 номинального тока выключателя. К ним относятся неавтоматические выключатели рубящего типа (рубильники) и пакетные выключатели и переключатели.

Переключатель - контактный коммутационный аппарат, предназначенный для переключений электрических цепей. Пакетные переключатели и выключатели выпускаются одно-, двух- и трехполюсными на номинальные токи 20 - 400 А постоянного тока при напряжении 220 В и на 63 - 250 А переменного тока при напряжении 380 В. Наибольшая частота переключении - 300 в час.

Рубильник - предназначен для ручного включения и отключения цепей постоянного и переменного тока, обеспечивают видимый разрыв цепи.

Гашение дуги переменного тока осуществляется за счет около катодной электрической прочности (150—250 В), имеющей место при переходетока через нуль. Длина ножа в рубильниках переменного тока выбирается по механическим условиям.

Применение дугогасительных камер обеспечивает гашение дуги при отключении номинальных токов рубильниками постоянного тока 220 В и переменного тока 380 В. При напряжении 440 и 500 В отключаемые токи составляют 0,5 номинального. Дугогасительные камеры предотвращают выброс ионизированных газов, поэтому перекрытий на корпус или между токоведущими частями не происходит.

Предохранитель — это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.

Основными элементами предохранителя являются корпус, плавкая вставка (плавкий элемент), контактная часть, дугогасительное устройство и дугогасительная среда.

Предохранители изготовляются на напряжение переменного тока 36, 220, 380, 660 В и постоянного тока 24, 110, 220, 440 В.

Предохранители характеризуются номинальным током плавкой вставки, т. е. током, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы. Сам предохранитель характеризуется номинальным током предохранителя (основания), который равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данной конструкции предохранителя.

Предохранители до 1 кВ изготовляются на номинальные токи до 1000 А. Чем больше протекающий ток, тем меньше время плавления. Эта зависимость называется защитной (время-токовой) характеристикой предохранителя (Рисунок 1)

.

Рисунок 1 - Схема и характеристики предохранителей.

Предохранители не должны отключать электрическую цепь при протекании условного тока неплавления и должны отключать цепь при протекании условного тока плавления в течение определенного времени, зависящего от номинального тока (ГОСТ 17242—79 Е). Например при номинальных токах 10—25 А плавкая вставка не должна расплавляться в течение 1 ч при токах 130% номинального и должна расплавляться в течение того же времени при токах 175% номинального.

Чтобы уменьшить время срабатывания предохранителя, применяются:

плавкие вставки из разного материала, специальной формы, а также используется металлургический эффект.

Наиболее распространенными материалами плавких вставок являются медь, цинк, алюминий, свинец и серебро. При больших номинальных токах плавкая вставка выполняется из параллельных проволок или тонких медных полос. Ускорение плавления вставки достигается также применением плавкой вставки специальной формы. При токах КЗ узкие участки нагреваются настолько быстро, что отвод тепла почти не происходит. Вставка перегорает одновременно в нескольких суженных местах, прежде чем ток КЗ достигнет своего установившегося значения в цепи постоянного тока или ударного тока в цепи переменного тока. Ток КЗ при этом ограничивается до значения i_огр (в 2 - 5 раз). Такое явление называется токоограничивающим действием предохранителя. Электродинамические силы в цепи, защищенной таким предохранителем, настолько уменьшаются, что в некоторых случаях токоведущие части и аппараты не требуют проверки по электродинамической стойкости [2].

Гашение электрической дуги, возникающей после перегорания плавкой вставки, должно осуществляться в возможно короткое время. Время гашения дуги зависит от конструкции предохранителя.

Наибольший ток, который плавкий предохранитель может отключить без каких-либо повреждений или деформаций, называется предельным током отключения.

Автоматический выключатель предназначен для коммутации цепей при аварийных режимах, а также нечастых (от 6 до 30 в сутки) оперативных включений и отключений электрических цепей (ГОСТ 9098—78Е).

Автоматические выключатели изготовляют для цепей переменного до 1000 В и постоянного тока до 440 В одно-, двух-, трех- и четырехполюсные на поминальные токи от 6,3 до 6300 А.

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями, которые обеспечивают отключение при перегрузках, КЗ, снижении напряжения. Отключение может происходить без видержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения tс.о(промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошел установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (t_с.о = 0,02 - 1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (t_c.о < 0,005 с).

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 значния t_y.

Автоматические выключатели изготовляют с ручным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении.

Выключатель рассчитан на коммутацию предельно отключаемых и включаемых токов в цикле операций0 - П - ВО - П - ВО при номинальном напряжении. Здесь О - отключение, П - пауза (до 180 с),ВО - включение, отключение.

В современных выключателях применяются полупроводниковые расцепители, которые обеспечивают более высокую точность срабатывания по току и времени.

Контактор - это двухпозиционный коммутационный аппарат с самовозвратом, предназначенный для частых коммутаций токов, не превышающих токи перегрузки, и приводимых в действие приводом.

Контакторы изготовляют на токи 4 - 4000 А и напряжения: до 750 В постоянного тока и 660 (1140) В переменного. Допускают 600 - 1500 переключений в час, а специальные до 14000 включений в час. В зависимости от категории могут быть рассчитаны на коммутацию до 10 номинальных токов.

Контакторы рассчитаны на работу в прерывисто-продолжительном, продолжительном, повторно-кратковременном или кратковременном режимах.

Они не имеют устройств, реагирующих на перегрузки или КЗ. Основными элементами контакторов являются главные контакты, дугогасительное устройство, электромагнитная система и вспомогательные контакты.

Пускатель - это коммутационный аппарат, предназначенный для пуска, останова и защиты электродвигателя. Магнитные пускатели состоят из электромагнитного контактора, встроенных тепловых реле и вспомогательных контактов. Пускатели могут быть реверсивными и нереверсивными, в открытом, защищенным и пылебрызгонепроницаемом исполнении, с тепловым реле или без них. Магнитные пускатели применяются для управления электродвигателями переменного тока напряжением до 660 В, мощностью до 75 кВт.