Конспект лекций по предмету электрические аппараты (стр. 10 )

Ιн. вст.≥ (0,5–0,6) • Ιпуск., А  – тяжелый пуск. По этой же формуле можно выбрать плавкую вставку и для двигателя работающего при большой частоте пусков, в частности, для двигателей крановых механизмов.

Для двигателей с фазным ротором у которых Ιпуск. ≤ 2Ιн. двиг. ток плавкой вставки выбирается по формуле:

Ιн. вст.≥(1–1,25) • Ιн. двиг., А.

4.Если защищается группа к. з. эл. двигателей, то

Ιн. вст. ≥∑ Ιн. двиг., А;

Ιн. вст≥0,4 • [∑ Ιн. двиг.+(Ιпуск.-Ιн. двиг.) ′], А;

где (Ιпуск.- Ιн. двиг.) ′– разность между пусковым и номинальным токами для

двигателя у которого она имеет наибольшую величину;

∑Ιн. двиг.– сумма номинальных токов одновременно работающих двигателей.

Если в рассчитываемой схеме пускаются одновременно несколько двигателей, то в предыдущую формулу вместо (Ιпуск.- Ιн. двиг.)′ подставляется ∑(Ιпуск.- Ιн. двиг.) ′.

Если двигатель работает в тяжелых условиях пуска, то вместо коэффициента 0,4 перед формулой берется 0,5–0,6.

Паспортные данные предохранителей приведены в таблице 7.10.

Таблица Технические параметры некоторых предохранителей

       

4.2.4. Предохранители быстродействующие

Для защиты полупроводниковых преобразователей потребовалось создание специального класса предохранителей, так называемых быстродействующих (время до расплавления плавкого элемента и начала ограничения тока 2 — 3 мс), на напря­жение до 2000 В и токи 2000—5000 А (в общепромышленных электротехнических установках номинальные напряжения не превышают 660 В, а номинальные токи практически равны 1000 А).

Рис. 31. Общий вид быстродействующего предохранителя

Современные быстродействующие предохранители отечественного и зарубеж­ного производства изготовляются в виде закрытых неразборных плавких вставок (рис.31), устанавливаемых, как правило, непосредственно на проводниках ком­плектного устройства. Плавкая вставка размещена в керамическом корпусе 2 при­зматической формы, на котором винтами 4 с шурупной резьбой укрепляются вы­воды 1 плавкой вставки, герметизирующие прокладки 3 и торцевые крышки 5.

Плавкие элементы быстродействующих предохранителей обычно изготовляют­ся из листовых материалов толщиной 0,05 — 0,2 мм в виде лент, в которых с помощью отверстий той или иной формы при штамповке образуются места осла­бленного поперечного сечения — перешейки (рис. 32, а), а концы плавкого элемен­та соединяются с контактными выводами плавкой вставки обычно точечной свар­кой. Чем больше перешейков, тем интенсивнее гашение дуги, так как суммарное падение напряжения на плавкой вставке в этот период пропорционально числу по­следовательно включенных дуг и тем больше на каждой дуге, чем меньше в ней ток, т. е. больше параллельно включенных перешейков (плавких вставок).

При работе плавкого предохранителя в режиме циклических нагрузок перешей­ки плавкого элемента испытывают большие знакопеременные механические воздей­ствия (удлинение и укорочение). Для повышения срока службы предохранителя его

Рис. 32. Схемы форм плавких вставок быстродействующих предохранителей

плавкие элементы выполняют с изгибами, принимающими на себя температурные деформации (рис. 15-7,6).

В качестве материала плавкого элемента обычно используется технически чи­стое серебро, которое более стойко к коррозии под воздействием температуры и имеет лучшую электропроводимость, чем, например, медь. Соединение его с медными выводами контактной сваркой не вызывает технологических трудно­стей. Ведутся работы по исследованию возможностей применения других материа­лов. Наиболее перспективным в этом отношении является стойкий к коррозии алю­миний: образующаяся на его поверхности очень тонкая плотная оксидная пленка защищает основной металл от развития коррозии.

4.2.5. Предохранители взрывные

Разновидностью специальных предохранителей являются устройства, в ко­торых токоведущая вставка в аварийном режиме разрушается под действием взрыв­ного заряда. Эти устройства получили название взрывных предохранителей (ком­мутаторов). Схема такого устройства приведена на рис. 33. Контроль тока в цепи осуществляется датчиком Д. При коротком замыкании датчик выдает сигнал через преобразователь Пр на импульсный транс­форматор Т, который повышает напряже­ние сигнала до значения, достаточного для срабатывания взрывного устройства ВУ, расположенного в корпусе плавкой вставки П.

Рис. 33. Схема устройства взрывного предо­хранителя

^5 

В результате взрыва токопроводящая вставка разрушается. Следует отметить, что сигнал от датчика может быть не только по значению тока, но и по скорости его нарастания, что существенно ускоряет выдачу сигнала.

Гашение дуги, возникающей при разрушении вставки, может быть осуществле­но различными способами, например в трансформаторном масле, окружающем вставку (работы, выполняемые в СССР), обдувом дуги струей газа взрывного веще­ства, установкой «дугогасящей» вставки ПП параллельно основной (наподобие ду­гогасительного контакта). В последнем примере сначала происходит ограничение то­ка за счет сопротивления дугогасящего контура, а затем отключение цепи вставкой ПП.

Время срабатывания — интервал времени от момента достижения аварийным током значения, равного току уставки, до начала токоограничения предохраните­лем — в этих устройствах составляет доли миллисекунды (0,2 — 0,7 мс).

Эксплуатация взрывных предохранителей связана с некоторыми неудобствами при замене взрывного устройства. Однако сейчас нет других аппаратов защиты на большие номинальные токи (в частности, постоянного тока) и напряжения, спо­собных отключать аварийные токи за столь короткое время при практически не­ограниченной отключающей способности.

4.2.6. Конструкция предохранителей высокого напряжения

Назначение и принцип работы предохранителей высокого напряжения такие же, как и предохранителей низкого напряжения. Основная трудность создания предохранителей высокого напряжения - гашение дуги. В современных конструк­циях применяется главным образом гашение в узких каналах при высоком давле­нии (предохранители с мелкозернистым наполнителем) и гашение при помощи автогазового или жидкостного дутья.

Предохранители с мелкозернистым наполнителем серий ПК и ПКТ. Они выпол­няются на напряжения 3; 6,3; 10 и 35 кВ и номинальные токи 400, 300, 200 и 40 А соответственно. Небольшая разрывная способность 200 МВ·А для силовых предохранителей и 1000 МВ·А и более (не ограничено) у предохранителей (серия ПКТ) на малые токи для защиты цепей измерительных трансформаторов напряже­ния. Такая высокая отключающая способность достигается токоограничивающим эффектом. Полное время отключения силовыми предохранителями тока короткого замыкания достигает 0,005 — 0,007 с. Предохранители предназначены для внутрен­ней и наружной установки.

Предохранитель (рис.34) состоит из контактных стоек 1, укрепленных через соответствующие изоляторы 2 на стальном основании 3, и патрона 4. Патрон со­стоит из изоляционного корпуса 8, армированного по концам латунными колпака­ми 13 и закрытого герметично с обеих сторон крышками 5. Внутри патрона разме­щаются плавкие вставки 7. Весь объем заполнен кварцевым песком 6. Перегорание предохранителя сигнализируется якорем 14, который после перегорания удержи­вающей его стальной указательной вставки 11 выталкивается пружиной 12.

На малые токи плавкая вставка выполняется в виде намотки из тонких прово­лок 9 на керамическом сердечнике 10 (рис. 35,а). На большие токи плавкие вставки выпол­няются в виде отдельных спирально свитых проволок 9 (рис. 35,б). Проволоки медные, посеребренные либо константановые. Такая форма вставок обусловлена стремлением разместить достаточно длинную вставку в патроне ограниченной длины. Согласно исследований длина плавкой вставки (в миллиметрах) для этих пред­охранителей составляет l = 160 + 70Uном, где Uном — номинальное напряжение, кВ.

Для снижения температуры предохранителя при небольших перегрузках на ме­ста скрутки плавких вставок напаяны оловянные шарики. На токи 7,5 А и ниже для ограничения перенапряжений вставки имеют переменное сечение. Разное время перегорания отдельных участков приводит к снижению перенапряжений при отключении.

       

Рис. 34. Общий вид предохранителя серии ПК:  1 — стойка; 2 — изолятор; 3 —  основание; 4 - патрон.

Рис. 35. Патроны предохранителей серии ПК:

а — с плавкой вставкой на керамическом сердечнике; б — с плавкой вставкой в виде спиральных проволок; 1 — крышки; 2 — колпаки; 3 — корпуса; 4 — керамический сердечник; 5 — кварцевый песок; 6 — ука­зательные вставки; 7— якори указателей; 8 — положение указателя после срабаты­вания; 9 — стойка; 10 — оловянные ша­рики.

5.0. Электромагнитные контакторы и магнитные пускатели

5.1. Общие сведения

Контактор — это двухпозиционный аппарат, предназначенный для частых коммутаций токов, которые не превышают токи перегруз­ки соответствующих электрических силовых цепей. Замыкание или размыкание контактов контактора может осуществляться двигатель­ным (электромагнитным, пневматическим или гидравлическим) приводом.