Ledgroup72.ru

Лед Групп
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Воздушный выключатель: принцип работы, преимущества, недостатки

Воздушный выключатель: принцип работы, преимущества, недостатки

Этот тип выключателей — это такой автоматических выключателей, который работает на воздухе при атмосферном давлении. После разработки масляного выключателя автоматический автоматический выключатель среднего напряжения (ACB) полностью заменяется масляным выключателем в разных странах.

Принцип работы воздушного выключателя (ACB)

Принцип работы этого выключателя сильно отличается от принципа работы любого другого типа выключателей. Основная цель автоматического выключателя всех типов — предотвратить восстановление дуги после нулевого тока, создав ситуацию, когда контактный зазор будет выдерживать напряжение восстановления системы. Воздушный выключатель работает одинаково, но по-разному. Для прерывания дуги он создает напряжение дуги, превышающее напряжение питания. Дуговое напряжение определяется как минимальное напряжение, требуемое для поддержания дуги. Этот автоматический выключатель увеличивает напряжение дуги главным образом тремя различными способами:

1. Он может увеличить напряжение дуги за счет охлаждения дуговой плазмы. По мере уменьшения температуры дуговой плазмы подвижность частицы в дуговой плазме уменьшается, поэтому для поддержания дуги требуется более высокий градиент напряжения.

2. Он может увеличить напряжение дуги за счет удлинения дуги. По мере увеличения длины пути дуги сопротивление пути увеличивается и, следовательно, для поддержания того же дугового тока требуется дополнительное напряжение для прохождения по дуговому пути. Это означает, что напряжение дуги увеличивается.

3. Разделение дуги на ряд последовательных дуг также увеличивает напряжение дуги.

Первая цель обычно достигается за счет превода дугу в контакт с большей площадью из изоляционного материала. Каждый воздушный выключатель оснащен камерой, окружающей контакт. Эта камера называется «дуговым лотком». Дуга приводится в нее. Если внутренняя часть дугового желоба имеет соответствующую форму, и если дуга может соответствовать форме, стена дугового желоба поможет добиться охлаждения. Этот тип дугогасительных должен быть сделан из огнеупорного материала.

Вторая цель, которая удлиняет путь дуги достигается одновременно с первой целью. Если внутренние стенки дугового желоба сформированы таким образом, что дуга не только принудительно приближается к ней, но также приводится в змеевидный канал, проецируемый на стенку дугового желоба. Удлинение дуговой дорожки увеличивает сопротивление дуги.

Третья цель достигается за счет использования металла дуговой резки внутри дугогасительной камеры. Главный дуговый желоб разделяется на числа небольших отсеков с использованием металлических разделительных пластин. Эти металлические разделительные пластины на самом деле являются дуговыми разветвителями, и каждый из небольших отсеков ведет себя как отдельный мини-дуговый желоб. В этой системе начальная дуга разбивается на ряд последовательных дуг, каждый из которых будет иметь свой собственный мини-дуговый желоб.

1. Основные контакты

2. Запирающие контакты

3. Нарезка дуги в направлении стрелки

5. Токопроводящие клеммы

В воздушном резервуаре находится воздух под высоким давлением от 20 до 30 кг / см2. И этот воздух взят из системы сжатого воздуха. На резервуаре имеются три полые изоляционные колонны, установленные с клапанами у основания. На верхней части пустотелых изоляционных камер установлены две дугогасящие камеры. Токоподводящие части соединяют три камеры выгорания дуги друг с другом последовательно, а полюс — к соседнему оборудованию, так как между проводником и воздушным резервуаром существует очень высокое напряжение, весь узел камеры гашения дуги установлен на изоляторах. Поскольку в серии есть три столба с двойной дугой, у них шесть размыкателей на полюс. Каждая камера выгорания дуги состоит из одного двойного фиксированного контакта. Есть два движущихся контакта. Движущиеся контакты могут перемещаться в осевом направлении, чтобы открываться или закрываться.

Механизм работы управляет стержнями, когда он получает пневматический или электрический сигнал. Клапаны открываются так, чтобы посылать воздух высокого давления в полость изолятора. Воздух высокого давления быстро поступает в камеру с двойной дугой. Когда воздух поступает в камеру гашения экструзии, давление на движущиеся контакты становится больше, чем пружинное давление, и это приводит к открытию контактов.

Контакты перемещаются на короткое расстояние против давления пружины. В конце контактов перемещение части для выходящего воздуха закрывается движущимися контактами, и вся камера гашения дуги заполнена воздухом высокого давления, так как воздух не пропускается. Однако в течение периода дуги воздух выходит через отверстия и отводит ионизированный воздух. Закрывая клапан, он поворачивается так, чтобы закрыть соединение между полостью изолятора и резервуаром.

Клапан подает воздух из полого изолятора в атмосферу. В результате давление воздуха в камере затухания дуги снижается до атмосферного давления, а движущиеся контакты закрываются по неподвижным контактам благодаря пружинному давлению, открытие происходит быстро, потому что воздух занимает незначительное время для перемещения из резервуара к движущемуся контакту. Дуга гаснет в течение цикла. Таким образом, воздушный выключатель очень быстро разрушает ток. Закрытие также происходит быстро, потому что давление в камере погашения дуги сразу падает, а контакты закрываются в силу давления пружины.

Преимущества:

· Рост диэлектрической прочности настолько быстр, что конечный контактный зазор, необходимый для выгорания дуги,
очень мал, что уменьшает размер устройства.

· Риск пожара устраняется.

· Из-за меньшей энергии дуги, воздушные воздушные выключатели очень подходят для условий, требующих частых операций.

· Дугогасительные изделия полностью удаляются при взрыве, в то время как масло ухудшается при последовательных операциях; исключается замена обычного масла.

· Энергия, подаваемая для выгорания дуги, получается из воздуха высокого давления и не зависит от тока, который должен быть прерван.

· Время дуги очень мало из-за быстрого нарастания диэлектрической прочности между контактами. Поэтому энергия дуги является лишь малой величиной, что в масляных выключателях приводит к меньшему сжиганию контактов.

Недостатки:

· Для компрессорной установки, которая обеспечивает воздушный взрыв, требуется значительное техническое обслуживание.

· Воздушные выключатели очень чувствительны к изменениям скорости перенапряжения.

· Воздушные выключатели широко применяются в установках высокого напряжения. Большинство выключателей для напряжений свыше 110 кВ относятся к этому типу.

Читайте так же:
Автоматические выключатели мерлин грин

4.2.3. Обслуживание воздушных выключателей

Конструктивные схемы воздушных выключателей различны. Однако их общими элементами являются:

устройства создания изоляционного промежутка между контактами выключателя при его отключенном положении;

резервуары для хранения сжатого воздуха;

механизмы системы управления.

В воздушных выключателях сжатый воздух выполняет следующие две функции: гашение дуги и управление механизмом выключателя.

Конструктивные схемы воздушных выключателей на ПС отличаются способом создания изоляционного промежутка между контактами выключателя, способом подачи сжатого воздуха в дугогасящие устройства, системой управления выключателем, наличием шунтирующих резисторов и делителей напряжения и др.

В качестве материала для изоляции токоведущих частей от земли служит фарфор.

Наиболее характерными причинами отказов воздушных выключателей являются следующие:

отказы в отключении токов КЗ, которые происходят из-за недостаточной отключающей способности воздушных выключателей гасить электрическую дугу, а также при отключении неудаленных КЗ, сопровождающихся большой скоростью восстановления напряжения на контактах. При удалении точки КЗ от шин ПС скорость восстановления напряжения уменьшается. Для улучшения работы выключателей в таких случаях применяется шунтирование дугового разрыва низкоомным резистором и повышение эффективности дугогасящих устройств путем увеличения последовательно включенных мест разрыва;

дефекты контактных систем из-за дефектов конструкций отдельных узлов выключателя, заклинивания деталей, приводящих к зависанию подвижных контактов в промежуточном положении или к недостаточному вжиманию контактов. Если зависание происходит во время отключения КЗ, то горящей дугой разрушаются контактные системы и фарфоровая изоляция;

перекрытия опорной изоляции по наружной поверхности, которые обусловлены в основном загрязнением изоляторов уносами с предприятий и пылью при ее увлажнении. Проникновение влаги внутрь изоляторов, а также прекращение продувки внутренних полостей воздухопроводов приводит к перекрытию изоляции по внутренней поверхности и разрушениям выключателей;

неисправности механизмов приводов и клапанов, с которыми связано значительное число отказов в работе выключателей, обусловленных дефектами клапанов, попаданием под клапаны посторонних предметов, повреждением электромагнитов и цепей управления. Иногда происходит самопроизвольное уменьшение сброса давления из-за попадания в каналы клапанов пыли и смазки. Все эти неисправности, как правило, приводят к неполнофазной работе выключателей;

повреждение резиновых уплотнителей происходит из-за потери упругих свойств резины и приводит к нарушению герметичности соединений. Для устранения таких нежелательных явлений производится обжатие всех элементов эластичного крепления изоляторов. Следует учесть, что частые обжатия приводят к деформации и преждевременному выходу из строя резиновых прокладок и уплотнений.

Осмотры воздушных выключателей являются неотъемлемой частью процедуры их обслуживания.

При осмотре по показаниям сигнальных ламп и манометров проверяется фактическое положение всех фаз воздушного выключателя, отсутствие утечек воздуха, целостность изоляторов гасительных камер, отделителей, шунтирующих резисторов и емкостных делителей напряжения, опорных колонок и изолирующих растяжек, а также отсутствие загрязненности поверхности изоляторов.

По манометрам, установленным в распределительном шкафу, контролируется давление воздуха в резервуарах выключателя и поступление его на вентиляцию.

У воздушных выключателей давление должно быть на уровне 2 МПа. При давлении ниже 1,6 МПа один из манометров размыкает цепь включения и отключения, а другой при давлении ниже 1,9 МПа переключает цепи АПВ на отключение.

Для воздушных выключателей отечественного производства отклонения давлений от номинального нормируются следующими значениями:

Контроль за поступлением воздуха на вентиляцию ведется по указателю продувки, представляющему собой стеклянную трубку с находящимся в ней алюминиевым шариком. Шарик под действием струи воздуха должен находиться во взвешенном состоянии между рисками, нанесенными на указателе. Регулирование расхода воздуха осуществляется винтом на верхней части редукторного клапана.

Включение выключателей, длительно находящихся без вентиляции, должно производиться после просушки их изоляции путем усиления продувки в течение 12–24 ч. При этом шарик указателя продувки будет находиться в верхнем положении.

При осмотре визуально проверяется целостность резиновых уплотнений в соединениях изоляторов гасительных камер, отделителей и их опорных колонок.

Обслуживание выключателей в процессе эксплуатации включает проведение следующих мероприятий:

из резервуаров выключателей с периодичностью 1–2 раза в месяц удаляется накопившийся в них конденсат;

с той же периодичностью продувается сжатым воздухом рабочего давления воздухораспределительная сеть. Несоблюдение периодичности продувок при резких изменениях температуры окружающей среды приводит к конденсации влаги в резервуарах выключателей и образованию льда в воздухораспределительной сети;

чтобы не допускать скопления конденсата в блоках пневматических клапанов, из них также удаляют конденсат через спускной клапан;

при понижении температуры окружающего воздуха ниже 5 °C в шкафах управления и в распределительном шкафу включают электрический обогрев;

не реже 2 раз в год проверяют работоспособность выключателя путем контрольных опробований на отключение и включение при номинальном и минимально допустимом давлении.

Воздух, поступающий в резервуары выключателей, должен быть очищен от механических примесей. Очистка и осушка воздуха производятся компрессорной воздухоприготовительной установкой. Для дополнительной очистки сжатого воздуха в распределительных шкафах выключателей установлены войлочно-волосяные фильтры. Смена фильтрующих патронов в них должна производиться систематически в зависимости от степени загрязнения воздуха.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Когда наступает день воздушных змеев?

Когда наступает день воздушных змеев? Всемирный день воздушных змеев наступает во второе воскресенье октября. В это время во всём мире владельцы летающих «питомцев» запускают их в небо.Воздушные змеи представляют собой довольно простые аппараты, которые держатся в

4.2. Обслуживание выключателей высокого напряжения

4.2. Обслуживание выключателей высокого напряжения 4.2.1. Требования к выключателям Выключатели высокого напряжения в качестве коммутационных аппаратов предназначены для коммутации электрических цепей с целью включения и отключения токов нагрузки, токов намагничивания

4.2.2. Обслуживание масляных выключателей

4.2.2. Обслуживание масляных выключателей Масляные выключатели бывают с большим объемом масла (серий МКП, У, С и др.) и маломасляные выключатели (серий ВМГ, ВМП, МГГ, ВМК и др.).В баковых масляных выключателях с большим объемом масла используется масло как для гашения дуги, так

4.2.4. Обслуживание элегазовых выключателей

4.2.4. Обслуживание элегазовых выключателей Элегазовые выключатели являются одним из самых современных типов высоковольтных выключателей и получают все более широкое применение, в основном в КРУ 110–220 кВ. Эти выключатели являются достаточно надежными в работе и

Читайте так же:
Автоматический выключатель а3794су3 630а 660в

4.2.5. Обслуживание вакуумных выключателей

4.2.5. Обслуживание вакуумных выключателей Вакуумные выключатели находят широкое применение в электроустановках напряжением 10 кВ и выше. По сравнению с другими выключателями высокого напряжения вакуумные выключатели имеют следующие преимущества:высокое

8.12. Устройства резервирования отказов выключателей

8.12. Устройства резервирования отказов выключателей УРОВ устанавливаются, в соответствии с ПУЭ, практически на всех ПС 110–220 кВ с двумя и более выключателями.При отключении повреждений, сопровождающихся отказом выключателя, УРОВ отключает выключатели других

10.10. Вывод выключателей в ремонт и ввод их в работу после ремонта

10.10. Вывод выключателей в ремонт и ввод их в работу после ремонта Вывод выключателей в ремонт в зависимости от схемы ПС и числа выключателей на цепь осуществляется:при любой схеме ПС и одном выключателе на цепь — отключением присоединения на все время ремонта, если это

11.3. Предупреждение отказов выключателей

11.3. Предупреждение отказов выключателей В эксплуатации имеют место случаи, когда масляные выключатели долгое время остаются в работе с невыявленными дефектами приводов и цепей управления, неисправностями передаточных механизмов, а воздушные выключатели — с

О воздушных замках и прекрасных принцах

О воздушных замках и прекрасных принцах Твоя спальня Ирреальна. А.Смир «Не мечтай, сосредоточься на главном» – советуют большинство психологических курсов.Вам нравиться мечтать уносясь при этом в страну сказочных героев и готических замков – мечтайте если это

ИСТРЕБИТЕЛЬНЫЕ АВИАЦИОННЫЕ ПОЛКИ ВОЕННО-ВОЗДУШНЫХ СИЛ КРАСНОЙ АРМИИ И ВОЙСК ПРОТИВОВОЗДУШНОЙ ОБОРОНЫ ТЕРРИТОРИИ СТРАНЫ, ПРИНИМАВШИЕ УЧАСТИЕ В БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЯХ В ПЕРИОД СОВЕТСКО-ЯПОНСКОЙ ВОЙНЫ 1945 Г.

ИСТРЕБИТЕЛЬНЫЕ АВИАЦИОННЫЕ ПОЛКИ ВОЕННО-ВОЗДУШНЫХ СИЛ КРАСНОЙ АРМИИ И ВОЙСК ПРОТИВОВОЗДУШНОЙ ОБОРОНЫ ТЕРРИТОРИИ СТРАНЫ, ПРИНИМАВШИЕ УЧАСТИЕ В БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЯХ В ПЕРИОД СОВЕТСКО-ЯПОНСКОЙ ВОЙНЫ 1945 Г. 3 ИСТРЕБИТЕЛЬНЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ПОЛК ПВОРанее – 534 истребительный

Выращивание озимого чеснока из воздушных луковиц-бульбочек

Выращивание озимого чеснока из воздушных луковиц-бульбочек В июне озимый чеснок образует цветочные стрелки, на конце которых вместо соцветия развиваются воздушные луковички-бульбочки. Если огородники заинтересованы в получении крупных подземных головок чеснока, то

"Козление" воздушных судов на посадке и меры по борьбе с ним.

"Козление" воздушных судов на посадке и меры по борьбе с ним. Каждый пилот встречался в своей летной практике с отделением самолета от ВПП в момент касания. Такое явление в летной среде получило название "козел", и по этой причине произошло немало неприятных авиационных

Особенности применения служебных собак для досмотра воздушных судов и перевозимых ими грузов и товаров

Особенности применения служебных собак для досмотра воздушных судов и перевозимых ими грузов и товаров Досмотр воздушных судов, выполняющих международные полеты, осуществляется с использованием служебных собак в исключительных случаях до начала посадки в них

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы

Проектирование и сборка электрощитов на заказ. Сборка щитов. Схема электрощита

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info!

Эта статья продолжает серию публикаций по электрическим аппаратам защиты — автоматическим выключателям, УЗО, дифавтоматам, в которых мы подробно разберем назначение, конструкцию и принцип их работы, а также рассмотрим их основные характеристики и детально разберем расчет и выбор электрических аппаратов защиты. Завершит этот цикл статей пошаговой алгоритм, в котором кратко, схематично и в логической последовательности будет рассмотрен полный алгоритм расчета и выбора автоматических выключателей и УЗО.

Чтобы не пропустить выход новых материалов по этой теме подписывайтесь на новостную рассылку, форма подписки внизу этой статьи.

Ну а в этой статье мы разберемся, что же такое автоматический выключатель, для чего предназначен, как он устроен и рассмотрим, как он работает.

Автоматический выключатель (или обычно просто «автомат») — это контактный коммутационный аппарат, который предназначен для включения и отключения (т.е. для коммутации) электрической цепи, защиты кабелей, проводов и потребителей (электрических приборов) от токов перегрузки и от токов короткого замыкания.

Т.е. автоматический выключатель выполняет три основный функции:

1) коммутацию цепи (позволяет включать и отключать конкретный участок электрической цепи);

2) обеспечивает защиту от токов перегрузки, отключая защищаемую цепь, когда в ней протекает ток, превышающий допустимый (например, при подключении в линию мощного прибора или приборов);

3) отключает от питающей сети защищаемую цепь, когда в ней возникают большие по значению токи короткого замыкания.

Таким образом, автоматы выполняют одновременно и функции защиты и функции управления.

По конструктивному исполнению выпускаются три основных типа автоматических выключателей:

воздушные автоматические выключатели (применяются в промышленности в цепях с большими токами в тысячи ампер);

автоматические выключатели в литом корпусе (рассчитаны на большой диапазон рабочих токов от 16 до 1000 Ампер);

типы автоматических выключателей

модульные автоматические выключатели, наиболее нам известные, к которым мы привыкли. Они широко применяются в быту, в наших домах и квартирах.

Модульными они называются потому, что их ширина стандартизирована и в зависимости от количества полюсов, кратна 17.5 мм, более подробно этот вопрос будет рассмотрен в отдельной статье.

Мы с вами будем рассматривать именно модульные автоматические выключатели и устройства защитного отключения.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

Рассматривая конструкцию УЗО, я говорил, что для исследования от заказчика достались также и автоматические выключатели, конструкцию которых мы сейчас рассмотрим.

Корпус автоматического выключателя изготавливается из диэлектрического материала. На передней панели нанесена торговая марка (брэнд) производителя, каталожный номер. Основные характеристики — номинал (в нашем случае номинальный ток 16 Ампер) и время токовая характеристика (у нашего образца С).

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

Также на передней поверхности указываются и другие параметры автоматического выключателя, о которых речь пойдет в отдельной статье.

На задней части имеется специальное крепление для монтажа на DIN-рейку и крепления на ней с помощью специальной защелки.

DIN-рейка — это металлическая рейка специальной формы, шириной 35 мм, предназначенная для крепления модульных устройств (автоматов, УЗО, различных реле, пускателей, клеммников и т.д.; выпускаются счетчики электроэнергии специально для установки на DIN-рейку). Для монтажа на рейку необходимо завести корпус автомата за верхнюю часть DIN-рейки и нажать на нижнюю часть автомата, чтобы фиксатор защелкнулся. Для снятия с DIN-рейки необходимо поддеть снизу фиксатор защелки и снять автомат.

Читайте так же:
Выключатели для проходные баллы

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

Встречаются модульные устройства с тугими защелками, в этом случае при установке на DIN-рейку необходимо поддевать снизу защелку фиксатора, заводить автомат на рейку и потом отпускать защелку, либо защелкивать ее принудительно, надавливая на нее отверткой.

Корпус автоматического выключателя состоит из двух половинок, соединенных четырьмя заклепками. Чтобы разобрать корпус, необходимо высверлить заклепки и снять одну из половинок корпуса.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

В результате получаем доступ к внутреннему механизму автоматического выключателя.

Итак, в конструкцию автоматического выключателя входят:

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

1 — верхняя винтовая клемма;

2 — нижняя винтовая клемма;

3 — неподвижный контакт;

4 — подвижный контакт;

5 — гибкий проводник;

6 — катушка электромагнитного расцепителя;

7 — сердечник электромагнитного расцепителя;

8 — механизм расцепителя;

9 — рукоятка управления;

10 — гибкий проводник;

11 — биметаллическая пластина теплового расцепителя;

12 — регулировочный винт теплового расцепителя;

13 — дугогасительная камера;

14 — отверстие для отвода газов;

15 — защелка фиксатора.

Поднимая рукоятку управления вверх, автоматический выключатель подключается к защищаемой цепи, опустив рукоятку вниз — отключатся от нее .

Тепловой расцепитель, представляет собой биметаллическую пластину, которая нагревается проходящим через нее током, и если ток превышает заданное значение, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепителя, отключая таким образом автоматический выключатель от защищаемой цепи.

Электромагнитный расцепитель — это соленоид, т.е. катушка с намотанной проволокой, а внутри сердечник с пружиной. При возникновении короткого замыкания ток в цепи очень быстро нарастает, в обмотке катушки электромагнитного расцепителя наводится магнитный поток, под воздействием наведенного магнитного потока перемещается сердечник, и, преодолевая усилие пружины, воздействует на механизм и отключает автомат.

Как работает автоматический выключатель?

В обычном (неаварийном) режиме работы автоматического выключателя, когда рычаг управления взведен, электрический ток подается к автомату через питающий провод, подключенный к верхней клемме, далее ток проходит на неподвижный контакт, через него на подключенный к нему подвижный контакт, далее через гибкий проводник подается на катушку соленоида, после катушки по гибкому проводнику на биметаллическую пластину теплового расцепителя, от него на нижнюю винтовую клемму и далее в цепь подключенной нагрузки.

На рисунке показан автомат во включенном состоянии: рычаг управления поднят вверх, подвижный и неподвижный соединены.

Перегрузка возникает, когда ток в цепи, контролируемой автоматическим выключателем, начинает превышать номинальный ток автомата. Биметаллическая пластина теплового расцепителя начинает нагреваться проходящим через нее повышенным электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, пластина воздействует на механизм расцепления, и автоматический выключатель отключается, размыкая защищаемую цепь.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

Для нагрева и изгибания биметаллической пластины требуется некоторое время. Время срабатывания зависит от величины проходящего через пластину тока, чем больше ток, тем меньше время срабатывания и может быть от нескольких секунд до часа. Минимальный ток срабатывания теплового расцепителя составляет 1,13-1,45 от номинального тока автомата (т.е. тепловой расцепитель начинает срабатывать при превышении номинального тока на 13-45%).

Автоматический выключатель — это устройство аналоговое, этим объясняется такой разброс параметров. Существуют технические сложности при его точной настройке. Ток срабатывания теплового расцепителя устанавливается на заводе регулировочным винтом 12. После того, как остынет биметаллическая пластина, автоматический выключатель готов к дальнейшему использованию.

Температура биметаллической пластины зависит от температуры окружающей среды: если автоматический выключатель установлен в помещении с высокой температурой воздуха, то тепловой расцепитель может сработать при меньшем токе, соответственно при низких температурах ток срабатывания теплового расцепителя может быть выше допустимого. Подробно этот вопрос смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Тепловой расцепитель срабатывает не сразу, а через какое-то время, давая возможность току перегрузки вернуться к своему нормальному значению. Если же в течение этого времени ток не снижается, тепловой расцепитель срабатывает, защищая цепь потребителей от перегрева, оплавления изоляции и возможного возгорания проводки.

К перегрузке может приводить подключение в линию мощных приборов, превышающих расчетную мощность защищаемой цепи. Например, при включении в линию очень мощного нагревателя или электроплиты с духовкой (с мощностью, превышающей расчетную мощность линии), или одновременно несколько мощных потребителей (электроплита, кондиционер, стиральная машина, бойлер, электрочайник и т.п.), либо большого количества одновременно включенных приборов.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке по закону электромагнитной индукции магнитное поле перемещает сердечник соленоида, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты автоматического выключателя (т.е. подвижный и неподвижный контакты). Линия размыкается, позволяя снять с аварийной цепи питание и защитить от возгорания и разрушения сам автомат, электропроводку и замкнувший электроприбор.

Электромагнитный расцепитель срабатывает практически мгновенно (около 0,02с), в отличие от теплового, но при значительно больших значениях тока (от 3-х и более значений номинального тока), поэтому электропроводка не успевает нагреться до температуры плавления изоляции.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

При размыкании контактов цепи, когда в ней проходит электрический ток, возникает электрическая дуга, и чем больше ток в цепи — тем дуга мощнее. Электрическая дуга вызывает эррозию и разрушение контактов. Чтобы защитить контакты автоматического выключателя от ее разрушающего действия, дуга, возникающая в момент размыкания контактов, направляется в дугогасительную камеру (состоящую из параллельных пластин), где она дробится, затухает, охлаждается и исчезает. При горении дуги образуются газы, они отводятся наружу из корпуса автомата через специальное отверстие.

Автомат не рекомендуется использовать в качестве обычного выключателя цепи, особенно если его отключать при подключенной мощной нагрузке (т.е. при больших токах в цепи), поскольку это ускорит разрушение и эррозию контактов.

Итак, давайте резюмируем:

Читайте так же:
Автоматические выключатели 4000а schneider electric

— автоматический выключатель позволяет коммутировать цепь (переводя рычаг управления вверх – автомат подключается к цепи; переводя рычаг вниз – автомат отключает питающую линию от цепи нагрузки);

— имеет встроенный тепловой расцепитель, который защищает линию нагрузки от токов перегрузки, он инерционен и срабатывает через некоторое время;

— имеет встроенный электромагнитный расцепитель, защищающий линию нагрузки от больших токов короткого замыкания и срабатывает почти мгновенно;

— содержит дугогасящую камеру, которая защищает силовые контакты от разрушительного действия электромагнитной дуги.

Конструкцию, назначение и принцип действия мы разобрали.

В следующей статье мы рассмотрим основные характеристики автоматического выключателя, которые необходимо знать при его выборе.

Смотрите Конструкция и принцип работы автоматического выключателя в видеоформате:

Полезные статьи по теме:

2-4. Автоматические воздушные выключатели (автоматы)

Наряду с плавкими предохранителями в сетях напряжением ниже 1 000 В для защиты от коротких замыканий и перегрузки широко применяются автоматические воздушные выключатели (автоматы). Автоматы представляют собой аппараты, которые состоят из автоматического выключателя с мощной контактной системой для отключения тока короткого замыкания и реле защиты, действующих на отключение автомата при возникновении повреждения или перегрузки. Из-за подгорания контактов автоматы допускают отключение не более чем 2—3 раза в час, вследствие чего они не могут применяться для частых операций в цепях управления.

Автоматы имеют ряд преимуществ по сравнению с плавкими предохранителями. Одно из них состоит в большей оперативности автоматов, которые всегда готовы к быстрому включению немедленно после отключения защищаемой цепи. Благодаря этому с помощью автоматов могут быть выполнены схемы АПВ и АВР. Другим существенным преимуществом автоматов является то, что они одновременно отключают все три фазы защищаемого присоединения, в то время как перегорание предохранителя лишь в одной из фаз может привести к опасному для электродвигателей режиму работы на двух фазах.

В зависимости от типа автомата в них устанавливаются различные реле защиты прямого действия, так называемые расцепители.

Электромагнитный расцепитель для защиты от коротких замыканий представляет собой электромагнит, который при определенном токе мгновенно притягивает якорь, вследствие чего происходит отключение автомата.

Тепловой расцепитель представляет собой тепловое реле, принципиальная схема которого показана на рис. 2-6. Основным элементом теплового реле, которое реагирует на количество тепла, выделяемое в его нагревательном элементе 6 при прохождении тока, является биметаллическая пластинка 1, выполненная из двух различных металлов а и б, которые при нагревании удлиняются в разной степени. Пластинка 1 выполнена так, что металл б удлиняется больше металла а, вследствие чего пластинка / изгибается в сторону металла а и, выходя из зацепления, освобождает защелку 2. Защелка 2, поворачиваясь под действием пружины 3 вокруг оси 5, производит отключение автомата и замыкание контакта 4. Время срабатывания тепловых расцепителей, с помощью которых осуществляется защита от перегрузки, тем больше, чем меньше перегрузка.

Комбинированный расцепитель, осуществляющий защиту как от перегрузки, так и от коротких замыканий, представляет собой комбинацию из двух расцепителей: теплового и электромагнитного.

Существуют автоматы, в которых действие электромагнитного расцепителя замедляется до 0,18—0,63 с, что позволяет осуществлять с их помощью селективную защиту отдельных участков сети.

В автоматах могут также устанавливаться расцепители минимального напряжения, срабатывающие при исчезновении напряжения или при снижении его ниже уставки срабатывания расцепителя, а также независимый расцепитель для отключения автомата при подаче импульса от ключа или кнопки управления.

Автоматы характеризуются следующими данными: Номинальным током автомата Ia.ном. называется указанный в паспорте ток, прохождение которого допустимо в течение неограниченно длительного времени.

Номинальным напряжением автомата называется максимальное напряжение сети переменного или постоянного тока, при котором еще может применяться автомат данного типа.

Предельным отключаемым током Iпред. называется ток короткого замыкания, который может быть отключен автоматом.

Расцепители характеризуются следующими основными данными:

Номинальным током расцепителя Iрасц.ном. называется указанный в паспорте ток, прохождение которого в течение неограниченного времени не вызывает срабатывания расцепителя.

Током уставки расцепителя Iуст. называется наименьший ток, при прохождении которого расцепитель срабатывает.

Воздушный выключатель: принцип работы

Воздушный выключатель: принцип работы

Этот тип выключателей — это такой автоматический выключатель, который работает на воздухе при атмосферном давлении. После разработки масляного выключателя автоматический выключатель среднего напряжения (ACB) полностью заменяется масляным выключателем в разных странах. Но в таких странах, как Франция и Италия, ACB по-прежнему предпочтительнее выбирать напряжение до 15 кВ. Это также хороший выбор, чтобы избежать риска нефтяного пожара, в случае масляного выключателя. В Америке ACB использовались исключительно для системы до 15 кВ до разработки новых вакуумных и элегазовых выключателей.

Принцип работы воздушного выключателя

Воздушный выключатель: принцип работы

Принцип работы этого выключателя сильно отличается от принципа работы любого другого типа выключателей. Основная цель автоматического выключателя всех типов — предотвратить восстановление дуги после нулевого тока, создав ситуацию, когда контактный зазор будет выдерживать напряжение восстановления системы. Воздушный выключатель работает одинаково, но по-разному. Для прерывания дуги он создает напряжение дуги, превышающее напряжение питания. Дуговое напряжение определяется как минимальное напряжение, требуемое для поддержания дуги.
Этот автоматический выключатель увеличивает напряжение дуги главным образом тремя различными способами:

  1. Это может увеличить напряжение дуги за счет охлаждения дуговой плазмы. По мере уменьшения температуры дуговой плазмы подвижность частицы в дуговой плазме снижается; поэтому для поддержания дуги требуется больше градиента напряжения.
  2. Это может увеличить напряжение дуги за счет удлинения дуги. По мере увеличения длины пути дуги сопротивление пути увеличивается и, следовательно, для поддержания того же дугового тока требуется дополнительное напряжение для прохождения по дуговому пути. Это означает, что напряжение дуги увеличивается.
    Разделение дуги на ряд последовательных дуг также увеличивает напряжение дуги.

Типы ACB

Существует, в основном, два типа ACB:

  • Обычный воздушный выключатель.
  • Автоматический выключатель воздушного взрыва.
Читайте так же:
Замена выключателя стоп сигнала приора

Работа ACB

Первая цель обычно достигается за счет того, что дуга контактирует с максимально возможной площадью изоляционного материала. Каждый воздушный выключатель оснащен камерой, окружающей контакт. Эта камера называется «дуговым желобом». Дуга приводится в нее. Если внутренняя часть дугового желоба имеет подходящую форму, и если дуга может быть выполнена в соответствии с формой, стена дугового желоба поможет добиться охлаждения. Этот тип дугогасительных должен быть сделан из какого-то из огнеупорного материала. Высокотемпературные пластмассы, армированные стекловолокном и керамикой, являются предпочтительными материалами для изготовления дугового желоба.

Вторая цель, которая удлиняет путь дуги, достигается одновременно с прицелом. Если внутренние стенки дугового желоба сформированы таким образом, что дуга не только принудительно приближается к ней, но также приводится в змеевидный канал, проецируемый на стенку дугового желоба. Удлинение дуговой дорожки увеличивает сопротивление дуги.
Третий способ достигается за счет использования металлического дугового разреза внутри дугового желоба. Главный дуговый желоб разделяется на числа небольших отсеков с использованием металлических разделительных пластин. Эти металлические разделительные пластины на самом деле являются дуговыми разветвителями, и каждый из небольших отсеков ведет себя как отдельный мини-дуговый желоб. В этой системе начальная дуга разбивается на ряд последовательных дуг, каждый из которых будет иметь свой собственный мини-дуговый желоб. Таким образом, каждая из расщепленных дуг имеет свой собственный эффект охлаждения и удлинения из-за своего собственного мини-дугового желоба, и, следовательно, индивидуальное напряжение на раздельной дуге становится высоким. В совокупности они создают общее напряжение дуги, намного превышающее напряжение в системе.

Это был принцип работы воздушного выключателя, теперь мы подробно обсудим работу ACB на практике.
Воздушный автоматический выключатель, работающий на уровне напряжения 1 кВ, не требует никакого устройства управления дугой. В основном для тяжелых токов короткого замыкания при низком напряжении (уровень низкого напряжения выше 1 кВ) ABC с соответствующим устройством управления дугой являются хорошим выбором. Обычно эти выключатели имеют две пары контактов. Основная пара контактов переносит ток при нормальной нагрузке, и эти контакты выполнены из меди. Дополнительная пара представляет собой дугогасительный контакт и выполнена из углерода. Когда выключатель разомкнут, основные контакты открываются первым, а при открытии основных контактов дугогасительные контакты все еще находятся в контакте друг с другом. По мере прохождения тока параллельный низкий резистивный путь через дугогасящий контакт при открытии основных контактов в главном контакте не будет никакой дуги. Акустика начинается только тогда, когда, наконец, разъединены дуговые контакты. Каждый из дуговых контактов оснащен дугогасителем, который помогает, дуговый разряд двигаться вверх из-за как тепловых, так и электромагнитных эффектов, как показано на рисунке. По мере того, как дуга движется вверх, она входит в дуговый желоб, состоящий из разветвителей. Дуга в лотке станет холоднее, удлиниться и разбить, поэтому напряжение дуги становится намного больше, чем напряжение системы во время работы воздушного выключателя, и поэтому дуга окончательно гаснет во время нулевого тока.

Хотя эти типы автоматических выключателей стали устаревшими для применения со средним напряжением, но они по-прежнему предпочтительны для высокой номинальной мощности при низком напряжении.

Автоматический выключатель воздушной струи

Эти типы воздушных выключателей использовались для системного напряжения 245 кВ, 420 кВ и даже больше, особенно там, где требовалась более быстрая работа выключателя. Воздушный воздушный выключатель имеет определенные преимущества перед масляным выключателем, которые перечислены ниже:

  1. Нет опасности возникновения пожара, вызванного маслом.
  2. Скорость размыкания автоматического выключателя значительно выше во время работы автоматического выключателя воздушной струи.
  3. Дуговое тушение намного быстрее во время работы автоматического выключателя воздушной струи.
  4. Продолжительность дуги одинакова для всех значений малых и больших перебоев токов.
  5. Поскольку продолжительность дуги меньше, поэтому меньшее количество тепла реализуется от дуги к токоведущим контактам, следовательно, срок службы контактов увеличивается.
  6. Устойчивость системы может быть хорошо поддержана, так как она зависит от скорости работы автоматического выключателя.
  7. Требуется гораздо меньше обслуживания по сравнению с масляным выключателем.
  • Чтобы иметь частые операции, необходимо иметь достаточно большой воздушный компрессор.
  • Также требуется постоянное техническое обслуживание компрессора, связанных воздушных труб и оборудования автоматического управления.
  • Из-за высокоскоростного прерывания тока всегда существует вероятность высокой скорости нарастания напряжения повторного удара и текущего измельчения.
  • Там также есть вероятность утечки воздуха из воздуховодов.

Но, более поздняя часть может быть разделена на три категории.

  1. Axial Blast ACB.
  2. Осевой взрыв ACB с боковым подвижным контактом.
  3. Cross Blast ACB.

Осевой воздушный автоматический выключатель

В осевом взрыве ACB подвижный контакт находится в контакте с неподвижным контактом с помощью давления пружины, как показано на рисунке. В фиксированном контакте имеется отверстие сопла, которое заблокировано кончиком подвижного контакта при нормальном закрытом состоянии выключателя. При возникновении неисправности воздух высокого давления вводится в камеру дуги. Давление воздуха будет противостоять пружинному давлению и деформирует пружину, поэтому движущийся контакт снимается с неподвижного контакта, а отверстие сопла становится открытым. В то же время воздух высокого давления начинает течь по дуге через отверстие сопла фиксированного контакта. Этот осевой поток воздуха по дуге через отверстие сопла заставит дугу удлиняться и холоднее, поэтому напряжение дуги становится намного выше, чем напряжение в системе, что означает, что системное напряжение недостаточно для поддержания дуги, поэтому дуга гасится.

Осевой взрыв ACB с боковым перемещающимся контактом

В этом типе осевого пневматического выключателя движущийся контакт установлен на поршень, поддерживаемый пружиной. Чтобы открыть автоматический выключатель, воздух поступает в камеру дуги, когда давление достигает заданного значения, оно нажимает на движущийся контакт; между неподвижным и движущимся контактами проводится дуга. Воздушный взрыв немедленно передает дугу на дугогасительный электрод и, следовательно, гасится осевым потоком воздуха.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector