Конспект лекций по предмету электрические аппараты (стр. 17 )

Повысить отключающую способность выключателей можно применением ряда параллельных контактных систем с одновременным существованием и искус­ственным поддержанием горения электрических дуг на их дугогасительных контак­тах. Размыкание параллельно включенных контактов происходит неодновременно, и дуга возникает на тех контактах, которые размыкаются последними. Можно, однако, создать такие условия, при которых дуга возникнет и будет одновременно существовать на всех параллельных контактах. В таком случае отключающая спо­собность выключателя повысится пропорционально числу параллельно вклю­ченных дугогасительных контактов.

Привод. Привод служит для включения выключателя по чьей-либо команде (оператора, системы автоматического управления и др.). Выполняются выключа­тели с ручным или двигательным приводом либо с тем и другим. Под двига­тельным понимают привод, в котором сила создается любым видом энергии, кроме мускульной энергии оператора, например электромагнитом, электродвигате­лем, пневматикой, гидравликой и т. п. Отключение выключателя осуществляется пружинами после разъединения расцепляющего устройства.

Расцепляющее устройство. Это устройство предназначено:

для исключения возможности удерживать контакты выключателя во включен­ном положении (рукояткой, дистанционным приводом) при наличии ненормального режима работы в защищаемой цепи;

для обеспечения моментного отключения, т. е. не зависящей от оператора, рода и массы привода скорости расхождения контактов.

Расцепляющее устройство представляет собой систему шарнирно-связанных рычагов, соединяющих привод включения с системой подвижных контактов, ко­торые соединены с отключающей пружиной. Принцип работы устройства может быть пояснен схемой на рис. 13-4.

Схема на рис. 13-4, а соответствует положению «Отключено вручную» и «Вы­ключатель взведен». «Взведен» означает, что контакты 7 и 8 разомкнуты, а фи­гурный рычаг 9 поставлен под зацепление 4 отключающего валика 5; это осуще­ствляется поворотом рукоятки 1 вправо. При повороте рукоятки влево отключаю­щая пружина 2 переведет «ломающиеся» рычаги 3 и 6 через мертвое положение до упора шарнира О в рычаг 9 и замкнет контакты. Положение «включено» показано на рис. 13-4,6.

В случае возникновения ненормальных условий работы в защищаемой цепи соответствующий расцепитель повернет отключающий валик и выведет его из за­цепления с фигурным рычагом. Под действием отключающей пружины фигурный рычаг повернется и другим своим концом переведет «ломающиеся» рычаги вправо через мертвое положение. Отключающая пружина «изломит» рычаги и разомкнет контакты. Выключатель окажется в положении «Отключено автоматически» для расцепления требуются незначитель­ные усилия. Это позволяет иметь легкие и высокочувствительные расцепители.

Расцепители. Это элементы, которые контролируют заданный параметр защи­щаемой цепи и, воздействуя на механизм расцепления, отключают выключатель при отклонении значения параметра от установленного. Они представляют собой реле или элементы реле, встроен­ные в выключатель с использованием его элементов или приспособленные к его конструкции. Расцепители выполняются на базе электромеханических реле. В настоящее время все большее примене­ние находят расцепители на принципах или на базе статических реле и их эле­ментов. При этом контролирующие и

Рис. 13-5. Времятоковая характеристика вы­ключателя серии ВА51

сравнивающие органы расцепителя вы­полняются на полупроводниковых элементах с выходом на независимый электромаг­нитный элемент (исполнительный орган), воздействующий на механизм расцепления.

Автоматические выключатели, как правило, снабжаются расцепителем макси­мального тока для защиты в зоне токов перегрузки и токов короткого замыкания или только токов короткого замыкания. Электромеханические расцепители выпол­няются электромагнитными, электротепловыми или комбинированными. Расцепи - тель максимального тока на базе статических реле состоит из блока полупроводни­кового (БПР), измерительных элементов, встраиваемых в каждый полюс выключа­теля, и выходного электромагнитного элемента. Измерительными элементами служат на переменном токе трансформаторы тока, на постоянном токе — шунты или трансформаторы постоянного тока. Независимо от принципа устройства расце­пители могут выполняться без выдержки времени при срабатывании, с независимой от тока выдержкой времени, с обратнозависимой от тока выдержкой времени. Ти­пичная времятоковая характеристика современного выключателя приведена на рис. 13-5. Полупроводниковый расцепитель, более сложный по устройству, позво­ляет получить более благоприятные времятоковые характеристики. Пример схемы и устройства такого расцепителя рассмотрен ниже, в разделе 4.

Выключатели могут дополнительно снабжаться расцепителями: независимым — для дистанционного отключения выключателя при подаче на расцепитель соответствующего напряжения;

минимального или нулевого напряжения — для автоматического отключения выключателя при снижении ниже определенного уровня или исчезновении напря­жения.

Могут быть и другого вида расцепители.

Схема выключателя с расцепителем максимального тока мгновенного^действия показана на рис. 13-6, а. Токоведущую шину 1 полюса выключателя охватывает магнитопровод, состоящий из сердечника 2 и якоря 3. Когда ток станет выше определенного значения, тяговое усилие превысит усилие пружины 5, якорь притя­нется и повернет отключающий валик 4. Расцепляющее устройство освободится. Выключатель отключится. Регулирование тока срабатывания осуществляется натя­гом пружины 5.

Для повторного включения необходимо отвести рукоятку вправо и ввести в зацепление фигурный рычаг с отключающим валиком.

Конструкции расцепляющих устройств весьма разнообразны, однако действие их подобно описанному. В дальнейшем расцепляющее устройство будем изобра­жать схематично в виде двух сцепленных рычагов.

Следует отметить одно весьма важное обстоятельство. Отключающие и кон­тактные пружины в автоматических выключателях развивают силы в десятки и сотни ньютонов. Система рычагов расцепляющего устройства строится так, что

для расцепления требуются незначитель­ные усилия. Это позволяет иметь легкие и высокочувствительные расцепители.

Расцепители. Это элементы, которые контролируют заданный параметр защи­щаемой цепи и, воздействуя на механизм расцепления, отключают выключатель при отклонении значения параметра от установленного. Они представляют собой реле или элементы реле, встроен­ные в выключатель с использованием его элементов или приспособленные к его конструкции. Расцепители выполняются на базе электромеханических реле. В настоящее время все большее примене­ние находят расцепители на принципах или на базе статических реле и их эле­ментов. При этом контролирующие и сравнивающие органы расцепителя вы­полняются на полупроводниковых элементах с выходом на независимый электромаг­нитный элемент (исполнительный орган), воздействующий на механизм расцепления.

Рис. 13-5. Времятоковая характеристика вы­ключателя серии ВА51

Автоматические выключатели, как правило, снабжаются расцепителем макси­мального тока для защиты в зоне токов перегрузки и токов короткого замыкания или только токов короткого замыкания. Электромеханические расцепители выпол­няются электромагнитными, электротепловыми или комбинированными. Расцепи - тель максимального тока на базе статических реле состоит из блока полупроводни­кового (БПР), измерительных элементов, встраиваемых в каждый полюс выключа­теля, и выходного электромагнитного элемента. Измерительными элементами служат на переменном токе трансформаторы тока, на постоянном токе — шунты или трансформаторы постоянного тока. Независимо от принципа устройства расце­пители могут выполняться без выдержки времени при срабатывании, с независимой от тока выдержкой времени, с обратнозависимой от тока выдержкой времени. Ти­пичная времятоковая характеристика современного выключателя приведена на рис. 13-5. Полупроводниковый расцепитель, более сложный по устройству, позво­ляет получить более благоприятные времятоковые характеристики. Пример схемы и устройства такого расцепителя рассмотрен ниже, в разделе 4.

Выключатели могут дополнительно снабжаться расцепителями: независимым — для дистанционного отключения выключателя при подаче на расцепитель соответствующего напряжения;

минимального или нулевого напряжения — для автоматического отключения выключателя при снижении ниже определенного уровня или исчезновении напря­жения.

Могут быть и другого вида расцепители.

Схема выключателя с расцепителем максимального тока мгновенного^действия показана на рис. 13-6, а. Токоведущую шину 1 полюса выключателя охватывает магнитопровод, состоящий из сердечника 2 и якоря 3. Когда ток станет выше определенного значения, тяговое усилие превысит усилие пружины 5, якорь притя­нется и повернет отключающий валик 4. Расцепляющее устройство освободится. Выключатель отключится. Регулирование тока срабатывания осуществляется натя­гом пружины 5.

Рис.  Примеры схем некоторых электромеханических расцепителей

Рис. 13-7. Схема комбинированного (электротеплового и электромагнитного) расцепителя

Расцепитель минимального напряжения (рис. 13-6,6) состоит из электромагни­та — сердечника 2, якоря 4 и катушки 3, подключенной на контролируемое напря­жение. При нормальных режимах якорь притянут. При снижении контролируемого напряжения ниже определенного значения (уставки) якорь под действием регулиро­вочной (она же и отключающая) пружины 5 отпадет и, воздействуя на расцепляю­щее устройство через защелку 6, отключит выключатель. Магнитная система рас­щепителя выполняется так, что МДС катушки при номинальном напряжении недостаточна для притяжения якоря, но достаточна для его удержания. Якорь при­тягивается при подготовке выключателя к включению при помощи рычагов 1, свя­занных с валом выключателя.