Однополюсний автоматичний вимикач постійного струму. Автомати захисту від кз у сонячній електростанції
- 0,4кВ
- вимикач
- запобіжник
Сторінка 31 з 75
4-13. АВТОМАТИ ЗАХИСТУ МЕРЕЖІВ ПОСТОЯННОГО СТРУМУ НА НОМИНАЛЬНУ НАПРЯМКУ ДО 24 в
Для захисту від надструмів ланцюгів, що живляться малопотужними джерелами постійного струму напругою до 24 в, застосовуються однополюсні автомати (рис. 4-40) і номінальний постійний струм від 2 до 50 а. Вони випускаються одного габариту і мають залежну від струму витримку часу при всіх струмах, великих прикордонного, який знаходиться між номінальним струмом і 120-130% номінального.
Мал. 4-40. Автомат захисту мереж постійного струму на 50 а, 24 ст.
При струмі, що дорівнює 200% номінального, витримка часу у різних виконань знаходиться в межах 25 - 80 с при нагріванні з холодного стану і не менше 5 с після прогріву номінальним струмом. Розривна здатність дорівнює 10,00 а при номінальному струмі розчіплювачів до 10 а і 1 500 а для виконань на великі номінальні струми. Гарантований термін служби 10000 включень.
Характерною особливістю конструкції є відсутність вільного розчеплення, що в деяких випадках доцільно, тому що дає можливість утримати автомат у замкнутому стані, незважаючи на наявність надструму.
При положенні рукоятки «включено» рухомий контакт 1 завжди притискається до нерухомого 2 за допомогою штифта 8, який діє пружина 9. При цьому колодка 3 стискає пружину 4. Вона утримується завдяки тому, що її зуб 5 заскочив за зуб 6 термобіметалічної пластини 7. При перевантаженнях термобіметалічна пластина вигинається, зубці 5 і 6 виходять з зачеплення, і якщо рукоятка не утримується у включеному положенні, то відбувається відключення, так як під впливом пружини 4 рукоятка переходить у відключене положення і штифт 8, що знаходиться всередині, розмикає контакт.
4-14. ПОЛУБИСТРОДІЙНИЙ АВТОМАТ АБ-45-1/6000
Автомат АБ-45-1/6000 на напругу 750, струм 6 000 а постійного струму - однополюсний, з електромагнітним приводом, відключаючим розчіпувачем і максимальним розчіпувачем миттєвої дії з регульованою уставкою 6 000- 12 000 а. Він був розроблений для захисту потужних установок постійного струму, головним чином металургійних. Принципова кінематична схема автомата приблизно така сама, як і в універсальних автоматів; проте власний час його спрацьовування знижено, для чого застосовано максимальний розчіплювач з індуктивним шунтом (рис. 4-41).
Мал. 4-41. Максимальний розчіплювач з індуктивним шунтом для автомата АБ-45-1/6000 на 6 000 я, 750 в постійному струмі.
Частина магнітного потоку, створеного струмом, що проходить через вікно магнітопроводу 1, проходить через шунт 2 і утримує якір 3 від включення. При великих швидкостях зростання струму потік через утримує шунт повільно зростає через вплив мідної гільзи 4, що призводить до прискореного тяжіння якоря розчіплювача.
При випробуванні (Л. 4-9], незважаючи на величезну швидкість наростання струму (25-10+6 а/сек), власний час спрацьовування було 10 - 15 мсек, струм не обмежувався автоматично і досягав 200 кА, автомат зруйнувався від електродинамічних сил .В аналогічних умовах автомат ВАБ-2 обмежував струм до 42 кА. Вперед
Автоматичні вимикачі постійного струму служать для вимкнення ланцюга під навантаженням. На тягових підстанціях вимикачі застосовуються для відключення живильних ліній 600 при перевантаженнях і струмах короткого замикання і для відключення зворотного струму у випрямлювальних агрегатів при зворотних запалюваннях або проби вентилів (т. е. внутрішніх коротких замикань при паралельній роботі агрегатів).
Гасіння електричної дуги автоматичними вимикачами відбувається у повітрі на дугогасних рогах. Подовження дуги може бути виконано за допомогою магнітного дуття або в камерах з вузькими щілинами.
У всіх випадках відключення ланцюга та утворення електричної дуги відбувається природний рух дуги вгору разом із рухом нагрітого нею повітря, тобто теплове дуття.
На застосовуються головним чином швидкодіючі автоматичні вимикачі.
Мал. 1. Осцилограми струму та напруги при відключенні струму короткого замикання: а - нешвидкодіючим вимикачем, б - швидкодіючим вимикачем
Повний час Т відключення струму короткого замикання або перевантаження вимикачем складається з трьох основних частин (рис. 1):
T = t про + t 1 + t 2
де t0-час наростання струму в ланцюгу, що відключається до величини струму уставки, тобто до величини, при якій спрацьовує відключає пристрій вимикача; t1 - власний час відключення вимикача, тобто час від часу досягнення струму уставки до початку розходження контактів вимикача; t2 – час горіння дуги.
Час наростання струму в ланцюгу t0 залежить від параметрів ланцюга та уставки вимикача.
Власний час відключення t1 залежить від типу вимикача: у вимикачів нешвидко власний час відключення знаходиться в межах 0,1-0,2 сек, у швидкодіючих - 0,0015-0,005 сек.
Час горіння дуги t2 залежить від величини струму, що відключається, і характеристик дугогасних пристроїв вимикача.
Повний час відключення нешвидкодіючого вимикача знаходиться в межах 0,15-0,3 с, швидкодіючого - 0,01 - 0,03 с.
Завдяки малому власному часу відключення швидкодіючий вимикач обмежує максимальне значення струму короткого замикання в ланцюгу, що захищається.
На тягових підстанціях застосовуються автоматичні вимикачі постійного струму, що швидкодіють: ВАБ-2, АБ-2/4, ВАТ-43, ВАБ-20, ВАБ-20М, ВАБ-28, ВАБ-36 та інші.
Вимикач ВАБ-2є поляризованим, тобто реагує на струм тільки одного напрямку - прямого або зворотного, залежно від налаштування вимикача.
На рис. 2 показаний електромагнітний механізм вимикача постійного струму.
Мал. 2. Електромагнітний механізм вимикача ВАБ-2: а - розріз вимикача, б - межі граничного зношування контактів вимикача ВАБ-2, (A - мінімальна товщина нерухомого контакту 6 мм, Б - мінімальна товщина рухомого контакту 16 мм); 1 - утримуюча котушка, 2 - магнітопровід, 3-включає котушка, 4 - магнітний якір, 5 - верхній сталевий брус, 6 - якір, 7 - котушка головного юка, 8 - калібрувальна котушка, 9 - П-подібний магнітопровід, 10 - струм висновок, 11 -регулювальний гвинт, 12 - шунтуюча пластина, 13 - гнучка зв'язок, 14 - упор, 15 - важіль якоря, 16 - вісь важеля якоря, 17 - нерухомий контакт, 18 - рухомий контакт, 19 - контактний важіль, 20 контактного важеля, 21 - вісь з роликом, 22 - стопорний важіль, 23 - пружини, що відключають, 24 - тяга, 25 - регулюючі гвинти, 26 - скоба, 27 - сердечник утримуючої котушки
Важель якоря 15 (рис. 2 а) обертається навколо осі 16, пропущеної через верхній сталевий брус 5. У нижній частині важеля 15, що складається з двох силумінових щік, затиснутий сталевий якір 6, а у верхній частині - втулка розпірна з віссю 20, навколо якої обертається контактний важіль 19, виконаний з набору дюралюмінієвих пластин.
У верхній частині контактного важеля укріплений рухомий контакт 18, а знизу - мідний черевик з гнучким зв'язком 13, за допомогою якої рухомий контакт з'єднується з котушкою головного струму 7 і через неї з виведенням 10. До нижньої частини контактного важеля з обох боків прикріплені упори 14 а з правого боку є сталева вісь з роликом 21, до якої кріпляться однією стороною дві пружини, що відключають 23. З іншого боку відключають пружини за допомогою регулюючих гвинтів 25 закріплені в скобі 26, нерухомо встановленої на сталевому брусі 5.
У відключеному положенні система важелів (важіль якоря і контактний важіль) повернена пружинами 23, що відключають, навколо осі 16 до упору якоря 6 в лівий стрижень П-подібного магнітопроводу.
Включає 3 і утримує 1 котушки вимикача отримують живлення від потреб постійного струму.
Для включення вимикача необхідно спочатку замкнути ланцюг утримуючої котушки 1, потім - ланцюг включає котушки 3. Напрямок струму в обох котушках має бути таким, щоб магнітні потоки, створювані ними, складалися в правому стрижні сердечника магнітопроводу 9, який служить осердям котушки, що включає; тоді якір 6 притягнеться до сердечника, що включає котушки, тобто опиниться в положенні «Включено». При цьому вісь 20 разом з контактним важелем 19 повернуться вліво, пружини, що відключають 23 розтягнуться і будуть прагнути повернути контактний важіль 19 навколо осі 20.
Коли вимикач вимкнений, магнітний якір 4 лежить на торці сердечника, що включає котушки і при включенні вимикача залишається притягнутим до торця сердечника сумарним магнітним потоком, що включає і утримує котушок. Магнітний якір 4 за допомогою тяги 24 пов'язаний зі стопорним важелем 22, який не дозволяє контактному важелю повернутися до упору рухомого контакту нерухомий. Тому між головними контактами залишається зазор, який може регулюватися зміною довжини тяги 24 і повинен дорівнювати 1,5-4 мм.
Якщо зняти напругу з котушки, що включає, то електромагнітні сили, що утримують якір 4 в притягнутому положенні, зменшаться і пружини 23 за допомогою стопорного важеля 22 і тяги 24 відірвуть якір від торця сердечника включає котушки і повернути контактний важіль до замикання головних. Отже, головні контакти замкнуться тільки після того, як буде розімкнуто ланцюг котушки, що включає.
Таким чином, здійснюється принцип вільного розчеплення у вимикачів ВАБ-2. Зазор між магнітним якорем 4 (інакше званим якорем вільного розчеплення) і торцем сердечника, що включає котушки у включеному положенні вимикача, повинен бути в межах 1,5-4 мм.
Схема управління передбачає подачу на котушку, що включає короткочасного імпульсу струму, тривалість якого достатня тільки для того, щоб встигнути перевести якір у положення «Включено». Після цього ланцюг включає котушки автоматично розмикається.
Наявність вільного розчеплення може бути перевірена в такий спосіб. Між головними контактами розміщують папірець і замикають контакт контактора. Відбувається увімкнення вимикача, але доки контакт контактора замкнутий, головні контакти не повинні замкнутися і папірець може бути вільно вийнятий з проміжку між контактами. При цьому папірець буде затиснутий між контактами і його не можна буде вийняти.
При включенні вимикача чути характерний подвійний удар: перший - від зіткнення якоря і сердечника включає котушки, другий - від зіткнення головних контактів, що замкнулися.
Поляризація вимикача полягає у виборі напрямку струму в котушці, що утримує, в залежності від напрямку струму в котушці головного струму.
Для того щоб вимикач відключив ланцюг при зміні напрямку струму в ній, напрям струму в утримуючій котушці вибирається таким чином, щоб магнітні потоки, створювані котушкою, що утримує, і котушкою головного струму, збігалися по напрямку в сердечнику включає котушки. Отже, при протіканні струму у прямому напрямку струм головного ланцюга сприятиме утриманню вимикача у включеному положенні.
В аварійному режимі при зміні напрямку головного струму на зворотне зміниться напрямок магнітного потоку, створюваного котушкою головного струму в осерді включає котушки, тобто магнітний потік котушки головного струму буде спрямований проти магнітного потоку утримуючої котушки і при певній величині головного струму осердя включає котушки і пружини, що відключають, відключать вимикач. Швидкодія визначається більшою мірою тим, що в той час як в осерді включає котушки магнітний потік зменшується, в осерді котушки головного струму збільшується магнітний потік.
Для того щоб вимикач відключив ланцюг при збільшенні струму вище струму уставки в прямому напрямку, вибирають напрям струму в утримуючій котушці таким чином, щоб магнітний потік утримуючої котушки в осерді включає котушки був спрямований проти магнітного потоку котушки головного струму при протіканні через неї прямого напряму струму. У цьому випадку зі збільшенням головного струму збільшується розмагнічування сердечника, що включає котушки і при певній величині головного струму, що дорівнює або перевищує струм уставки, вимикач відключається.
Струм уставки в обох випадках регулюється зміною величини струму котушки, що утримує, і зміною зазору δ1.
Величина струму котушки, що утримує, регулюється зміною величини додаткового опору, що включається послідовно котушці.
Зміна зазору δ1 змінює опір магнітного потоку котушки головного струму. З зменшенням зазору δ1 зменшується магнітний опір і, отже, зменшується величина струму, що відключає. Зміна зазору δ1 здійснюється за допомогою регулювального гвинта 11.
Зазор 2 між упорами 14 і щоками важеля якоря 15 у включеному положенні вимикача характеризує якість замикання головних контактів і повинен бути в межах 2-5 мм. Завод випускає вимикачі із зазором δ2 рівним 4-5 мм. Величина зазору 2 визначає кут повороту контактного важеля 19 навколо осі 20.
Відсутність зазору δ2 (упори 14 стикаються з щоками важеля якоря 15) говорить про поганий контакт або відсутність контакту між головними контактами. Зазор δ2 менше 2 або більше 5 мм свідчить про те, що головні контакти стикаються лише нижнім або верхнім краєм. Зазор 2 може бути малий внаслідок великого зносу контактів, які в цьому випадку замінюються.
Якщо ж розміри контактів достатні, то регулювання зазору δ2 здійснюється шляхом пересування всього механізму, що включає, по рамі вимикача. Для пересування механізму звільняють два болти, якими прикріплений механізм до рами.
Відстань між головними контактами у відключеному положенні має дорівнювати 18-22 мм. Натискання головних контактів для вимикачів на номінальний струм до 2000 а включно має бути в межах 20-26 кг, а для вимикачів на номінальний струм 3000 а - в межах 26-30 кг.
На рис. 2 б показана рухома система вимикача з позначенням межі граничного зносу контактів. Рухомий контакт вважається зношеним, коли розмір Б стане менше 16 мм, а нерухомий контакт - коли розмір стане менше 6 мм.
На рис. 3 дана розгорнута схема управління вимикачем ВАБ-2. Схема передбачає подачу короткочасного імпульсу на котушку, що включає, і не допускає багаторазові повторні включення при тривало натиснутій кнопці включення, тобто здійснює захист від «дзвінковості». Утримуюча котушка постійно обтікається струмом.
Для включення вимикача натискають на кнопку «Вкл», замикаючи цим ланцюг котушок контактора і блокуючого РБ. При цьому спрацьовує тільки контактор, який замикає ланцюг ВК, що включає котушки.
Як тільки якір займе положення «Включено», блок-контакти БА, що замикають, вимикача замкнуться, а розмикаючі - розімкнуться. Один з блок-контактів шунтує котушку контактора К, який розірве ланцюг котушки, що включає. В цьому випадку вся напруга мережі буде додана до котушки блокуючого реле РБ, яке, спрацювавши, своїми контактами ще раз шунтує котушку контактора.
Для повторного увімкнення вимикача треба розімкнути кнопку увімкнення і знову її замкнути.
Розрядне опір CP, включене паралельно утримує котушці ДК, служить зниження перенапруги при розмиканні ланцюга котушки. Регульований опір ЦД забезпечує можливість зміни струму котушки, що утримує.
Номінальний струм утримує котушки при напрузі 110 дорівнює 0,5 а, а номінальний струм включає котушки при тому ж напрузі і паралельному з'єднанні обох секцій - 80 а.
Мал. 3. Електрична схема керування вимикачем ВАБ-2: Вимк. - кнопка відключення, ДК - утримуюча котушка, СД - додатковий опір, CP - розрядний опір, БА-блок-контакти вимикача, ЛK, ЛЗ - червона та зелена сигнальні лампи, Увімк. - кнопка включення, К - контактор та його контакт, РБ - реле блокування та його контакт, ВК - що включає котушка, АП - автоматичний перемикач
Допустимі коливання напруги оперативних кіл від - 20% до + 10% від номінальної напруги.
Повний час відключення ланцюга вимикачем ВАБ-2 становить 0,02-0,04 сек.
Гасіння дуги при розриві вимикачем ланцюга під навантаженням відбувається в камері дугогасіння за допомогою магнітного дуття.
Котушка магнітного дуття зазвичай включена послідовно головного нерухомого контакту вимикача і являє собою виток головної токоведущої шини, всередині якого знаходиться сердечник, виконаний зі сталевої стрічки. Для концентрації магнітного поля в зоні утворення дуги на контактах осердя котушки магнітного дуття у вимикачів має полюсні наконечники.
Камера дугогашення (рис. 4) являє собою плоску коробку, виконану з азбестоцементу, всередині якої зроблено дві поздовжні перегородки 4. У камері встановлено ріг 1, всередині якого проходить вісь обертання камери. Цей ріг електрично пов'язані з рухомим контактом. Інший ріг 7 укріплений на нерухомому контакті. Для забезпечення швидкого переходу дуги з рухомого контакту на ріг відстань рога від контакту повинна бути не більше 2-3 мм.
Виникла при відключенні між контактами 2 і 6 електрична дуга під дією сильного магнітного поля котушки магнітного дуття 5 швидко дмухається на роги 1 і 7, подовжується, охолоджується зустрічним потоком повітря і стінками камери у вузьких щілинах між перегородками і швидко гасне. Рекомендується в стінки камери в зоні дугогасіння вставляти керамічні плитки.
Камери дугогашення вимикачів на напругу 1500 і вище (рис. 5) відрізняються від камери на напругу 600 у великими габаритними розмірами та наявністю в зовнішніх стінках отворів для виходу газів та пристрою додаткового магнітного дуття.
Мал. 4. Камера дугогасіння вимикача ВАБ-2 для напруги 600 в: 1 і 7 - роги, 2 - рухомий контакт, 3 - зовнішні стінки, 4 - поздовжні перегородки, 5 - котушка магнітного дуття, 6 - нерухомий контакт
Мал. 5. Камера дугогасіння вимикача ВАБ-2 для напруги 1500: а - пристрій камери, б - схема дугогашення з додатковим магнітним дуванням; 1 - рухомий контакт, 2 - нерухомий контакт, 3 - котушка магнітного дуття, 4 І 8 - роги, 5 і 6 - допоміжні роги, 7 - допоміжна котушка магнітного дуття, I, II, III, IV - положення дуги в процесі гасіння
Пристрій додаткового магнітного дуття є двома допоміжними рогами 5 і 6, між якими включена котушка 7. У міру подовження дуги вона починає замикатися через допоміжні роги і котушку, яка внаслідок протікання через неї струму створює додаткове магнітне дуття. У всіх камерах зовні є полюсні металеві накладки.
Для швидкого та стійкого гасіння дуги розходження контактів має бути не менше 4-5 мм.
Корпус вимикача виконаний з немагнітного матеріалу - силуміну - і з'єднаний з рухомим контактом, тому під час роботи знаходиться під повною робочою напругою.
Вимикач автоматичний швидкодіючий постійного струму ВАТ-42
Експлуатація автоматичних вимикачів постійного струму
В експлуатації потрібно стежити за станом основних контактів. Падіння напруги між ними при номінальному навантаженні має бути в межах 30 мВ.
Зачищення контактів від окису проводять дротяною щіткою (крацюванням). При появі напливів їх знімають напилком, проте обпилювати контакти для відновлення їх первісної плоскої форми не слід, так як це призводить до їх швидкого зносу.
Необхідно періодично очищати стінки камери дугогасіння від мідних та вугільних нальотів.
При ревізії вимикача постійного струму проводять перевірку ізоляції тримає та включає котушок по відношенню до корпусу, а також опору ізоляції стінок камери дугогасіння. Ізоляція камери дугогасіння перевіряється додатком напруги між головними рухомим та нерухомим контактами при закритій камері.
Перед введенням вимикача в експлуатацію після ремонту або тривалого зберігання камера його повинна піддатися сушінню протягом 10-12 годин при температурі 100-110°.
Після сушіння камера встановлюється на вимикач і вимірюється опір ізоляції між двома точками камери, розташованими проти рухомого та нерухомого контактів, коли вони розімкнуті. Цей опір має бути не менше 20 мом.
Калібрування уставок вимикачів проводиться в лабораторії струмом, що отримується від низьковольтного генератора номінальною напругою 6-12 ст.
На підстанції калібрування вимикачів проводиться струмом навантаження або за допомогою реостата навантаження при номінальній напрузі 600 ст. Може бути рекомендований спосіб калібрування вимикачів постійного струму за допомогою калібрувальної котушки з 300 витків дроту ПЕЛ діаметром 0,6 мм, насадженої на осердя котушки головного струму. Пропускаючи через котушку постійний струм, за кількістю ампервітків у момент відключення вимикача встановлюють величину струмової уставки. Вимикачі першого виконання, що випускалися раніше, відрізняються від вимикачів другого виконання наявністю масляного демпфера.
Зміст:У всіх електричних мережах використовується велика кількість приладів, основною функцією яких є захист ліній та обладнання від струмових перевантажень та коротких замикань. Серед них широкого поширення набув автомат захисту мережі, який виконує не тільки захист, а й комутацію ланцюгів. Таким чином, автоматичні вимикачі забезпечують включення та вимикання конкретних ділянок, захищають їх від струмових перевантажень шляхом відключення ланцюгів, що захищаються при виникненні аварійних ситуацій.
Типи електричних автоматів
Автоматичні вимикачі широко використовуються в системах електропостачання, забезпечуючи надійний захист електричних ланцюгів та мереж, побутових приладів та електроустаткування. Їхнім основним завданням є знеструмлення ланцюга в потрібний момент шляхом відключення подачі електричного струму. Спрацьовування автомата захисту відбувається при коротких замиканнях, а також під час нагрівання проводів через перевантаження в мережі.
Автомати захисту можуть працювати в ланцюгах постійного та змінного струму, а універсальні конструкції здатні працювати за наявності в мережі будь-якого електричного струму. Відповідно до конструкції, вони поділяються на три типи, які є основою для інших різновидів автоматичних вимикачів:
- Повітряні автомати. Використовуються в промисловому виробництві, де струми в ланцюгах можуть сягати кількох тисяч ампер.
- Автомати в литому корпусі. Відрізняються широким робочим діапазоном, що становить від 16 до 1000 А.
- Модульні автомати. Саме вони широко використовуються у квартирах та приватних будинках. Їхня назва пов'язана зі стандартною шириною, що становить кратність 17,5 мм, залежно від кількості полюсів. Тобто, в одному блоці можна використовувати відразу кілька вимикачів.
Всі автомати захисту поділяються відповідно до показників номінального струму та напруги, оскільки більшість захисних пристроїв встановлюються в мережах 220 або 380В.
Автоматичні вимикачі можуть бути струмообмежуючими та не струмообмежуючими. У першому випадку автомат є вимикачем, у якому час відключення встановлено на надзвичайно малу величину, протягом якої струми короткого замикання не встигають досягти максимуму.
Автомати класифікуються за кількістю полюсів і можуть бути одно-, дво-, три- та чотириполюсними. Вони обладнуються максимальними, незалежними, мінімальними чи нульовими розчіплювачами напруги. Велике значення має швидкість спрацьовування, коли пристрої можуть бути нормальними, швидкодіючими та селективними. У деяких приладах допускається поєднання технічних характеристик. Деякі моделі обладнаються вільними контактами, а провідники підключаються до них у різний спосіб.
Існує поділ на різні типи конструкції розчіплювача або розмикача, встановленого в автоматі. Дані елементи відіграють важливу роль і поділяються як магнітні та теплові. У першому випадку розмикач відноситься до швидкодіючих та забезпечує захист при коротких замиканнях. Час спрацьовування становить від 0,005 до 3-4 секунд. Робота теплового розчіплювача відбувається набагато повільніше, тому він використовується переважно для захисту від перевантажень. Основою елемента є біметалічна пластина, що нагрівається при зростаючих навантаженнях. Період спрацьовування знаходиться в межах від 3-4 секунд до кількох хвилин.
Крім того, автомати поділяються за типами відключення або . Кожен тип А, В, З, D, К, Z. Наприклад, тип А використовується при розмиканні ланцюгів, що мають значну довжину проводки, добре захищає напівпровідникові пристрої. Межа спрацьовування становить 2-3 номінальних струми. Тип В застосовується в системах освітлення загального призначення і має порог спрацьовування 3-5 номінальних струму. Докладніші відомості про кожен тип автомата можна взяти з таблиці.
Типи розчеплювачів автоматичних вимикачів
Усі розчеплювачі, які використовуються в автоматичних вимикачах, можна умовно поділити на дві групи. У першу групу входять пристрої, що захищають електричні ланцюги та здатні розпізнавати настання критичної ситуації, коли з'являються надструми. Через війну спрацьовування подальший розвиток аварії припиняється з допомогою розбіжності головних робочих контактів.
Друга група розчеплювачів представлена додатковими пристроями, які не входять до базової комплектації автоматів. На замовлення можуть встановлюватися:
- Незалежні розчіплювачі, здатні дистанційно відключати автомати під час надходження сигналу з допоміжного ланцюга.
- Розчіплювач мінімальної напруги. Виконує відключення автомата у разі падіння напруги нижче допустимих меж.
- Розчіплювач нульової напруги. Його контакти розмикаються у разі настання значного падіння напруги.
Тепловий розчіплювач
Зразок теплового розчіплювача представлений на малюнку, виконаний у вигляді біметалічної пластини. У процесі нагрівання вона згинається, змінює форму і впливає на механізм, що розчіплює. Для виготовлення пластини дві металеві стрічки поєднуються між собою механічним шляхом. Матеріал кожної стрічки має різний коефіцієнт температурного розширення. З'єднання виконується методом паяння, зварювання або заклепування. Вигин пластини утворюється за рахунок різної зміни довжини під час нагрівання. Теплові розчіплювачі забезпечують захист від перевантажувальних струмів та можуть бути налаштовані на заданий режим спрацьовування.
Головною перевагою теплового розчіплювача є висока стійкість до вібрацій, відсутність деталей, що труться, і можливість роботи в забрудненому вигляді. Вони відрізняються простотою конструкції та низькою вартістю. Як недоліки слід відзначити постійне споживання електроенергії, чутливість до перепадів температур, можливість помилкових спрацьовувань при нагріванні сторонніми джерелами.
Таке ж широке застосування отримали електромагнітні розчіплювачі, які мають миттєву дію. Конструктивно вони виконані у вигляді соленоїда з сердечником, що впливає на механізм, що розчіплює. Коли по обмотці соленоїда протікає надструм, це призводить до створення магнітного поля, що переміщає сердечник, і одночасно долає опір поворотної пружини.
Налаштування електромагнітного розчіплювача проводиться на спрацьовування при короткому замиканні значення якого становить 2-20 ln. У свою чергу, значення ln = 200 А. Похибка налаштувань може становити 20% в ту чи іншу сторону від заданої величини. Тому уставки спрацьовування для силових автоматів вказуються в амперах чи кратному значенні номінального струму. Модульні автоматичні вимикачі мають захисні характеристики, що позначаються (3-5), С (5-10) і D (10-50), де цифрові значення відповідають граничному номінальному струму ln, при якому настає розходження контактів.
Електромагнітний розчіплювач
Основними плюсами електромагнітних розчіплювачів є стійкість до вібрацій, ударів та інших механічних впливів, а також простота конструкції, що полегшує ремонт та обслуговування пристрою. До недоліків можна віднести миттєве спрацьовування, без затримок у часі, і навіть створення магнітного поля під час роботи.
Витримка часу має велике значення, оскільки її рахунок забезпечується селективність. За наявності селективності чи вибірковості, вступним автоматом розпізнається наявність короткого замикання, але воно пропускається певний встановлений час. Протягом цього тимчасового проміжку повинен встигнути спрацювати нижчестоящий захисний пристрій, що вимикає не весь об'єкт, а лише пошкоджену ділянку.
Досить часто тепловий та електромагнітний розчіплювачі застосовуються спільно, шляхом послідовного з'єднання обох елементів. Така зв'язка отримала назву комбінованого чи термомагнітного розчіплювача.
Напівпровідниковий розчіплювач
До більш складних пристроїв належать напівпровідникові розчіплювачі. До складу кожного входить блок управління, вимірювальні трансформатори при змінному струмі або магнітні підсилювачі при постійному струмі, а також виконавчий електромагніт, що виконує функцію незалежного розчіплювача. За допомогою блоку керування налаштовується програма, визначена користувачем, під керівництвом якої розчіплюватимуться головні контакти.
У процесі налаштувань виконуються такі дії:
- Регулюється номінальний струм автомату
- Налаштовується витримка часу у зонах перевантажень та коротких замикань.
- Визначається уставка спрацьовування за короткого замикання.
- Налаштування захисних перемикачів на спрацьовування однофазного включення.
- Налаштування перемикача, що вимикає затримку часу, коли при короткому замиканні режим селективності змінюється на режим миттєвої дії.
Електронний розчіплювач
Конструкція електронного розчеплювача нагадує пристрій аналогічного напівпровідникового приладу. Він також складається з електромагніту, вимірювальних пристроїв та блоку управління. Значення робочого струму та час витримки встановлюється ступінчасто, забезпечуючи гарантоване спрацювання при короткому замиканні та пускових струмах.
Достоїнствами цих приладів є різноманітність налаштувань та можливість вибору, робота встановленої програми з високою точністю, наявність індикаторів працездатності та причин спрацьовування, логічний селективний зв'язок з вимикачами, розташованими вище та нижче автомата.
До недоліків можна віднести високу ціну, крихкість блоку керування та чутливість до впливу електромагнітних полів.
Модульні автоматичні вимикачі постійного струму, або автомати, використовуються в електромережах і електроустановках, телекомунікаційних шафах, щитах автоматизації. Чому їх називають модульними? Вся справа в тому, що вони випускаються в стандартних компактних корпусах і є однополюсними модулями, з яких можуть складатися однополюсні, двополюсні або триполюсні пристрої. Згідно з наявним стандартом, ширина одного такого полюса дорівнює 17,5 мм.
Автоматичний вимикач постійного струму відрізняється від звичайного тим, що він розриває ланцюг у разі короткого замикання або його перевантаження автоматично. Конструкція пристрою включає кілька основних елементів:
Сучасні автоматичні вимикачі містять два розчіплювачі (пристрої захисту):
З усього вищесказаного випливає, що вимикачі постійного струму здатні вирішувати такі завдання:
Зазначимо, що автомат постійного струму відрізняється від аналога змінного струму в першу чергу тим, що має полярність. Це необхідно враховувати під час його підключення.
Основні переваги
Автоматичні вимикачі набули широкого поширення завдяки низці переваг:
Крім того, автоматичні вимикачі для роботи з постійним струмом існують різних номіналів струму від 6 до 125 А, що дозволяє підібрати їх для будь-якого обладнання і будь-яких електромереж.
Важливі характеристики
Автоматичні вимикачі для роботи з постійним струмом мають такі основні характеристики:
Як ми вже сказали вище, для час-струмової характеристики застосовується буквене позначення:
Таким чином, для забезпечення захисту мережі, при виборі автоматичного вимикача необхідно підбирати його характеристики відповідно до характеристик обладнання та кабелів.
Чому вам варто зробити покупку у нашому магазині
У магазині АТЛАНТ СНАБ ви можете підібрати автомат постійного струму з будь-якими характеристиками, що вас цікавлять. Але, це не єдина причина, через яку вам варто придбати вимикач саме у нас:
Щоб купити вимикачі постійного струму зараз, оформляйте покупку на сайті або просто зателефонуйте за нашим контактним номером. Звернувшись до нас хоча б раз, ви, напевно, станете нашим постійним покупцем!
Багато хто знає зі шкільного курсу фізики, що струм буває змінним та постійним. Якщо про застосування змінного струму ми ще щось можемо з упевненістю сказати (всі побутові електроприймачі живляться від змінного струму), то про незмінне ми не знаємо практично нічого. Але якщо є мережі постійного струму, значить є і споживачі, і відповідно захист таким мережам теж потрібна. Де зустрічаються споживачі постійного струму й у чому відмінність апаратів захисту цього роду струму ми розглянемо у цій статті.
Жоден з типів електричного струму не «краще», ніж інший - кожен підходить для вирішення певних завдань: змінний струм ідеальний для генерації, передачі та розподілу електроенергії на великі відстані, тоді як постійний струм знаходить своє застосування на спеціальних промислових об'єктах, установках сонячної енергії, центрах обробки даних, електричних підстанціях та ін.
Шафа розподілу постійного оперативного струму електричної підстанції
Розуміння відмінностей змінного та постійного струму дає чітке уявлення про завдання, з якими стикаються автоматичні вимикачі постійного струму. Змінний струм промислової частоти (50 Гц) змінює свій напрямок в електричному ланцюзі 50 разів на секунду і стільки ж разів «переходить» через нульове значення. Цей «перехід» значення струму через нуль сприяє якнайшвидшому гасенню електричної дуги. У ланцюгах постійного струму значення напруги постійно - як і напрям струму постійно у часі. Цей факт суттєво ускладнює гасіння дуги постійного струму і тому вимагає спеціальних конструкторських рішень.
Поєднані графіки нормального та перехідного режимів при відключенні: а) змінного струму; б) постійного струму
Одне з таких рішень – використання постійного магніту (3). Рух дуги в магнітному полі є одним із способів гасіння в апаратах до 1 кВ та знаходить застосування у модульних автоматичних вимикачах. На електричну дугу, яка за своєю суттю є провідником, впливає магнітне поле, і та затягується у дугогасну камеру, де остаточно згасає.
1 - рухомий контакт
2 – нерухомий контакт
3 - срібловмісна контактна напайка
4 - магніт
5 - дугогасильна камера
6 - скоба
Полярність треба дотримуватися
Ще однією і, мабуть, ключовою відмінністю між автоматичними вимикачами змінного та постійного струму є в останніх наявність полярності.
Схеми підключення однополюсного та двополюсного автоматичного вимикача постійного струму
Якщо ви захищаєте однофазну мережу змінного струму за допомогою двополюсного автоматичного вимикача (з двома захищеними полюсами), то немає різниці до якого з полюсів підключати фазний або нульовий провідник. При підключенні в мережу постійного струму автоматичних вимикачів необхідно дотримуватися правильної полярності. При підключенні однополюсного вимикача постійного струму напруга живлення подається на клему «1», а при підключенні двополюсного - на клеми «1» і «4».
Чому так важливо? Дивіться відео. Автор ролика проводить кілька тестів із 10-ти амперним вимикачем:
- Включення вимикача до мережі з дотриманням полярності - нічого не відбувається.
- Вимикач встановлений у мережу зворотною полярністю; параметри мережі U = 376, I = 7,5 А. Як результат: сильне димовиділення з наступним займанням вимикача.
- Вимикач встановлений з дотриманням полярності, а струм у ланцюзі становить 40 А, що в 4 рази перевищує його номінал. Тепловий захист, як це й має бути, розімкнув ланцюг, що захищається, через кілька секунд.
- Останній і найжорсткіший тест проводився з таким же 4-кратним перевищенням по струму та зворотною полярністю. Результат не змусив на себе довго чекати - миттєве займання.
Таким чином, автоматичні вимикачі постійного струму – це пристрої захисту, які застосовуються для об'єктів альтернативної енергетики, систем автоматизації та управління промислових процесів та ін. Спеціальні виконання захисних характеристик Z, L, K дозволяють захищати високотехнологічне обладнання промислових підприємств.