Аппаратура управления и защиты
Определение 1
Аппаратура управления и защиты – это совокупность устройств, используемых для управления электрическими сетями и их защиты.
К устройствам защиты и управления можно отнести:
- Предохранитель с плавкой вставкой. Данное устройство используется для защиты электрической цепи от сверхтоков перегрузки и коротких замыканий. Его конструкция достаточно проста. В корпусе устройства находится проволока из металла, обладающего низкой температурой плавления и маленьким удельным сопротивлением. При возникновении сверхтоков, температура возрастает, что приводит к расплавлению вставки и электропитание отключается.
- Автоматический выключатель. Данное устройство используется для защиты проводки от сверхтоков.
- Реле максимального тока. Данное устройство используется для того же, что и предохранитель с плавкой вставкой. Это устройство реагирует на увеличение тока в защищаемой электрической цепи, с его помощью можно создать максимальную защиту от токов перегрузки и короткого замыкания.
- Контактор. Данное устройство используется для дистанционного отключения или включения электрических цепей, мощность которых не превышает 1000 Вольт.
- Пускатель. Данное устройство используется для безопасного дистанционного (при помощи кнопки) включения или отключения электропитания установок. Он применяют в сетях переменного тока. Основным рабочим узлом пускателя является электромагнит. В состав устройства, кроме основной контактной группы входит вспомогательная.
- Реле задержки. Данное устройство используется для создания временной задержки при срабатывании других элементов (аппаратов) цепи. Бывают цифровые, полупроводниковые и электромагнитные реле задержки.
- Тепловое реле. Данное устройство используется для защиты электрического оборудования от перегрева в случае незначительных перегрузок асинхронного двигателя.
- Тиристорный регулятор напряжения. Данное устройство используется для управления током нагрузки посредством управления углом отпирания тиристоров.
- Магнитный усилитель. Данное устройство используется для увеличения мощности нагрузки малыми мощностями управления.
Ты эксперт в этой предметной области? Предлагаем стать автором Справочника Условия работы
Определение 2
Тиристор – это полупроводниковый прибор, который изготовлен на основе монокристалла проводника с тремя и более р-n-переходами, а также имеющий два устойчивых состояния: закрытое (низкая проводимость) и открытое (высокая проводимость).
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РЕЛЕ
Это вид коммутационных устройств, функция которых включения — выключения электрической цепи, под действием управляющего сигнала, либо наступления определенных условий. Применяются повсеместно — от бытовой домашней сети до авиастроения, энергоснабжения, во всех сферах электротехники.
В большинстве случаев, имеют комбинацию выходов с нормально замкнутыми, разомкнутыми, переключающими контактами, но могут выполняться и с одним типом коммутации.
Промышленность производит реле реагирующие на различные физические величины — ток, напряжение, мощность, частота, сдвиг фаз, температура, излучение, звуковые колебания, время, положение в пространстве.
По типу их подразделяют на:
- первичные — выходы управления включаются непосредственно в «рабочую» сеть;
- вторичные — сигнал на коммутацию приходит с какого либо измерительного элемента, либо трансформатора;
- промежуточные — являющиеся частью системы, усиливающие управляющий сигнал.
По внутреннему устройству и принципу действия реле можно классифицировать как — электромагнитные, магнитоэлектрические, индукционные, полупроводниковые, сегнетоэлектрические, пьезо, фото, тепловые.
Электромагнитные
устройства представляют собой катушку индуктивности с подвижным якорем. Под воздействием магнитного поля, последний коммутирует контакты реле. Со снятием управляющего сигнала, сердечник возвращается пружинами в исходное положение. Наиболее дешевый и распространенный вид.
Магнитоэлектрические
реле — система из подвижной рамки с обмоткой подключенной к выходам «сигнальной» цепи, поворачивающейся в поле постоянного магнита и воздействующей на контакты. Обладают высокой чувствительностью, но быстродействие не превышает десятой доли секунды.
Индукционные
— конструктивно состоят из двух неподвижных переменных магнитов и якоря. Сигнал управления, проходящий через обмотки, наводит напряжение в подвижном элементе. Возникающая электродвижущая сила поворачивает якорь осуществляя коммутацию. Для генерации ЭДС необходимо различие фаз тока подаваемого на выходы контроля, что позволяет использовать устройство в качестве реле фаз.
Тепловые
— элементы основанные на свойстве твердых тел менять объем в зависимости от температуры. Биметаллическая пластина (как правило латунь со сталью) при нагревании изгибается осуществляя коммутацию цепи. Применяется в автоматах защиты от перегрузки и сверх токов короткого замыкания.
Полупроводниковые
— бесконтактные устройства, твердотельные реле выполненные на тиристорах, IGBT транзисторах. Могут изготавливаться для коммутации значительных мощностей, под токи в сотни ампер, независимо от величины сигнала управления. Высокое быстродействие (микросекунды) и надежность, за счет отсутствия движущихся частей. Недостаток — высокая стоимость.
Сегнетоэлектрические
реле — коммутационные устройства основанные на свойстве некоторых материалов изменять направление поляризации под воздействием электрического поля. Причем зависимость имеет нелинейный характер.
Подобный принциписпользуют пьезо, фото элементы, скачкообразно увеличивающие — уменьшающие сопротивление исходя от величины механической деформации или мощности светового излучения. Применяются в микроэлектронике, приборах сигнализации, измерения, хранения информации.
Выбор того или иного вида реле зависит от требуемых параметров:
- назначение, рабочая схема, количество коммутируемых контактов, модель;
- вид, величина тока, напряжения коммутируемой цепи, управляющего сигнала;
- скорость, количество срабатываний, точность;
- температурный режим работы, класс пожаровзрывобезопасности.
Выбор аппаратуры управления и защиты электрооборудования объектов электроснабжения
Выбор аппаратуры защиты и управления электрооборудования объектов электроснабжения осуществляют исходя из:
- Параметров питающей сети.
- Требований к защите объектов электроснабжения.
Конструкция электрических аппаратов рассчитывается и маркируется на заводе-изготовителе индивидуально для каждого вида устройства (значение тока, напряжения, а также режим). Таким образом, один из способов выбора аппаратура сводится к поиску нужного устройства по каталогу производителя.
При выборе устройств управления и защиты необходимо учитывать возможность возникновения ненормальных режимов работы: замыкания фазы на корпус, междуфазных коротких замыканий, понижения или исчезновения напряжения, увеличения силы электрического тока и т.п.
Для чего введены эти классы?
Дело в том, что существует такое понятие как пусковой ток нагрузки, который может для некоторых потребителей превышать номинальный рабочий ток в несколько раз. Например, любые электродвигатели в момент пуска (пока ротор двигателя неподвижен) работают практически в режиме короткого замыкания, то есть нагружают сеть только активным сопротивлением медных обмоток, которое невелико. И лишь когда ротор двигателя набирает обороты, появляется реактивное сопротивление, уменьшающее ток. Пусковые токи электродвигателей в 4-5 раз превышают номинальные (рабочие токи). (Правда длительность протекания пусковых токов невелика, биметаллическая пластина автомата защиты сработать не успеет).
Если мы для защиты двигателей применим автоматы класса В, то получим при каждом пуске двигателя ложное срабатывание автомата на пусковой ток. И возможно вообще не сможем запустить двигатель. Именно поэтому для защиты двигателей нужно применять автоматы класса D.
защита автомата от пусковых токов — электродвигатель
Класс В – для защиты осветительных сетей, нагревательных приборов, где пусковые токи минимальны или вообще отсутствуют. Соответственно класс С – для приборов со средними пусковыми токами.
средние пусковые токи — лампы освещения
Естественно для выбора автомата защиты нужно учитывать напряжение, тип тока, рабочую среду и т.д., но всё это в особых комментариях не нуждается.
Ремонт быстродействующих аппаратов
Ремонт аппарата защиты быстродействующего типа любого вида необходимо выполнять в одной и той же последовательности. Быстродействующий выключатель, или БВ, продувается чистым сжатым воздухом под давлением не более 300 кПа (3кгс/см 2 ). После этого прибор протирается салфетками. Далее необходимо снять такие элементы, как дугогасительная камера, блокировочное устройство, пневматический привод, якорь с подвижным контактом, индуктивный шунт и другие.
Непосредственно ремонт прибора осуществляется на специальном ремонтном стенде. Дугогасительная камера разбирается, ее стенки очищаются в специальной дробеструйной установке, после чего они протираются и осматриваются. В верхней части данной камеры могут быть допущены сколы, если их размеры не превышают показателей 50х50 мм.Толщина стенок в местах разрыва должна быть от 4 до 8 мм. Необходимо провести измерение сопротивления между рогами дугогасительной камеры. Для некоторых образцов показатель должен быть не менее 5 МОм, а для некоторых не менее 10 МОм.
Поврежденная перегородка должна быть срублена по всей ее длине. Все похожие места срубов должны быть тщательно зачищены. После этого смазывают склеиваемые поверхности при помощи клеящего раствора на основе эпоксидной смолы. Если были обнаружены изломанные веерные листы, то их заменяют. Если находятся изогнутые, то их необходимо выровнять и вернуть в эксплуатацию. Имеется также дугогасительная катушка, которая должна быть очищена от нагара и оплавлений, если таковые имеются.
Источник
Соединение автоматов защиты
В щитке однополюсные автоматы защиты соединяются по верхнему полюсу. К этому полюсу подводится входной фазный провод электропитания от вводного автомата защиты. Соединять полюса автоматов защиты можно тремя способами
1.При помощи специальных гибких заводских перемычек;
2.При помощи перемычек сделанных своими руками;
3.При помощи специальных монтажных шин.
Подробно о соединении полюсов автоматов защиты читайте отдельную статью.
Типы расцепителей автоматических выключателей
Все расцепители, используемые в автоматических выключателях, можно условно разделить на две группы. В первую группу входят устройства, защищающие электрические цепи и способные распознавать наступление критической ситуации, когда появляются сверхтоки. В результате срабатывания дальнейшее развитие аварии пресекается за счет расхождения главных рабочих контактов.
Вторая группа расцепителей представлена дополнительными устройствами, не входящими в базовую комплектацию автоматов. Под заказ могут устанавливаться:
- Независимые расцепители, способные дистанционно отключать автоматы при поступлении сигнала из вспомогательной цепи.
- Расцепитель минимального напряжения. Выполняет отключение автомата в случае падения напряжения ниже допустимых пределов.
- Расцепитель нулевого напряжения. Его контакты размыкаются при наступлении значительного падения напряжения.
Тепловой расцепитель
Образец теплового расцепителя, представленный на рисунке, выполнен в виде биметаллической пластины. В процессе нагревания она изгибается, меняет форму и оказывает воздействие на расцепляющий механизм. Для изготовления пластины две металлические ленты соединяются между собой механическим путем. Материал каждой ленты имеет разный коэффициент температурного расширения. Соединение выполняется методом пайки, сварки или заклепывания. Изгиб пластины образуется за счет разного изменения длины во время нагревания. Тепловые расцепители обеспечивают защиту от перегрузочных токов и могут быть настроены на заданный режим срабатывания.
Режимы работы и нагрева электрических аппаратов
Любые устройства, вне зависимости от области применения и характера, выполняемых ими функций, рассчитаны на определенные режимы эксплуатации. Электрические аппараты могут работать в кратковременном, повторно-кратковременном, продолжительном и прерывисто продолжительном режиме.
Существует два вида режимов нагрева электрических аппаратов: установившийся и переходный. Процесс нагрева можно считать установившимся в том случае, если спустя один час нагрева, температура электрического аппарата возрастет не более чем на 1 0 С.
Для того чтобы рассчитать значение температуры в переходном режиме, необходимо использовать уравнение теплового баланса.
Установка автоматов защиты
Автоматы защиты устанавливаются в щитки распределительные (электрощитки). Для их крепления выпускаются специальные приспособления. Называются они Дин-рейки или рейки для монтажа.
Дин-рейка это изогнутая металлическая пластина со специально сделанной перфорацией для крепления к щиту. Автоматы защиты на них защелкиваются (смотрите фото).
Чтобы защелкнуть автомат защиты на дин-рейке на автомате оттягивается, при помощи отвертки, защелка, автомат устанавливается на дин-рейку, защелка отпускается.
Причины возникновения аварийных ситуаций
Основными причинами неисправностей в электрической
сети являются:
- утечки тока из-за поврежденной или изношенной изоляции, отсыревших контактов;
- короткое замыкание из-за неправильного подключения электрических приборов;
- возникновение токов, превышающих характеристики проводов из-за подключения приборов недопустимо большой мощности;
- короткое замыкание из-за повреждения изоляции электрических кабелей;
- кратковременных скачков (импульсов) напряжения, происходящих, как правило, из-за разрядов молний;
- колебания напряжения из-за аварий во внешней электрической сети, подающей энергию в электроустановку.
В зависимости от причины неисправности, для предупреждения последствий применяют разные устройства защиты электрических сетей. Иногда, для более надежной защиты их комбинируют или устанавливают совместно одно с другим.
Испытание электрических машин, аппаратов и приборов
Для подтверждения полного соответствия заявленным требованиям и стандартам, электрические машины подвергаются разного рода испытаниям, которые проводятся на разных этапах производства и эксплуатации оборудования.
Испытания могут быть:
- приемочные – таким испытаниям подвергают опытные образцы, для того чтобы в дальнейшем запустить оборудование в серию;
- приемо-сдаточные – проводится с каждой единицей оборудования с целью установления оптимальных технических и эксплуатационных параметров;
- периодические – проводятся в определенное время и призваны выявить соответствие технических характеристик оборудования заявленным требованиям и стандартам предприятия;
- типовые – необходимы при внесении определенных изменений в конструкцию устройства;
- аттестационные – направлены на установление стандартов качества выпускаемой продукции;
- эксплуатационные – осуществляют в процессе работы оборудования. Такие испытания нацелены на выявление возможных неисправностей и сбоев в работе устройств.
Электрические цепи для чайников: определения, элементы, обозначения
Эта статья для тех, кто только начинает изучать теорию электрических цепей. Как всегда не будем лезть в дебри формул, но попытаемся объяснить основные понятия и суть вещей, важные для понимания. Итак, добро пожаловать в мир электрических цепей!
Хотите больше полезной информации и свежих новостей каждый день? Присоединяйтесь к нам в телеграм.
Подключение автоматов защиты в электрической сети
В завершении статьи приведу две электросхемы для подключения однополюсного и трехполюсного автоматов защиты.(Примеры и разьяснения по электрическим схемам щитка читайте отдельную статью сайта: Электрическая схема щитка.
©Elesant.ru
Нормативные ссылки
ГОСТ Р 50345-99. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения
Другие статьи раздела: Электрические сети
- Автоматы защиты
- Виды опор линий электропередачи по материалу
- Виды опор по назначению
- Воздушные линии электропередачи проводами СИП
- Деревянные опоры воздушных линий электропередачи
- Железобетонные опоры линий электропередачи
- Железобетонные опоры линий электропередачи
- Защита человека от поражения электрическим током, прямое и косвенное прикосновение
- Как получает электроэнергию потребитель низкого напряжения 380 Вольт
- Колодцы кабельной сети этапы установки
