Коммутационные аппараты напряжением до 1 кВ

К этим аппаратам относятся рубильники, переключатели, контакторы и пускатели, предохранители, автоматы и бесконтактные коммутационные аппараты.

Рубильник предназначен для включения и отключения цепей постоянного и переменного тока напряжением не выше 1 кВ. Рубильник имеет два положения: «включено» и «отключено». По конструкции различают одно-, двух- и трехполюсные рубильники. По типу различают рубильники с центральной рукояткой и с боковой рукояткой. Указанные рукоятки могут соединяться с ножом рубильника непосредственно или через рычажный привод. Рубильники с центральной рукояткой без рычажного привода разрешается применять только для отключения цепи без тока. С помощью рубильников с боковой рукояткой или рычажным приводом допускается отключать ток не более, чем 0,2 номинального тока рубильника. Для увеличения отключающей способности рубильники снабжаются дугогасительными решетками. При этом отключаемый тока возрастает до 0,5 номинального. Следует отметить, что дугогасительные камеры предотвращают выброс ионизированных газов.

В буквенном обозначении рубильников первая буква Р – рубильник, последующие буквы: Ш- пофазное управление штангой; Б- с боковой рукояткой; ПЦ – привод рычажный центральный; БП – привод рычажный боковой.

Переключатель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для переключения электрических цепей.

В распределительных устройствах до 1 кВ и в слаботочных цепях автоматики широкое применение получили пакетные переключатели, заменившие старую конструкцию рубильников. Они выпускаются одно-, двух- и трехполюсными на номинальные токи 20-400 А постоянного тока при напряжении 220 В и 63-250 А переменного тока при напряжении 380 В. Наибольшая частота отключений в час – 300.

Пакетные переключатели имеют малые габаритные размеры, удобны в монтаже; при переключении исключается выброс пламени и газов. Контактная система позволяет управлять одновременно большим количеством цепей. Такими переключателями разрешается отключать номинальные токи.

Следует также отметить, что рубильники и переключатели без устройства для гашения дуги выпускаются на токи до 5000 А и не предназначены для отключения тока нагрузки.

Контактор – это коммутационный аппарат с двумя позициями, предназначенный для частых коммутаций токов, не превышающих токи перегрузки коммутируемых силовых цепей. Приводится в действие специальным приводом.

Контакторы изготовляются на токи 4-4000 А, на напряжение 220, 440, 750 В постоянного тока и 380, 660 (1140) В переменного тока и допускают 600-1500 включений в час. Некоторые специальные серии контакторов допускают до 14000 включений в час. Контакторы могут быть одно-пятиполюсными.

Наибольшее распространение получили электромагнитные контакторы. В них включение контактной системы осуществляется электромагнитом.

В зависимости от режима работы контакторы различаются по категориям применения: на переменном токе АС-1, АС-2, АС-3, АС-4 и на постоянном токе ДС-1, ДС-2, ДС-3, ДС-4, ДС-5 (ГОСТ 11206-77Е). Контакторы категории АС-1 на применение в цепях электропечей сопротивления и коммутируют только номинальный ток. Контакторы категории АС-2 рассчитываются на пуск электродвигателей с фазным ротором и коммутируют ток 2,5 I_ном. Контакторы категории АС-3 рассчитываются на пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором и на отключение вращающихся электродвигателей и коммутируют ток (6-10) I_ном. Контакторы категории АС-4 рассчитываются на пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором и на отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей и коммутируют токи (6-10) I_ном.

Контакторы постоянного тока в зависимости от категории рассчитаны на коммутацию токов от I_ном до 10 I_ном.

Контакторы могут быть рассчитаны на работу в прерывисто-продолжительном, продолжительном, повторно-кратковременном или кратковременном режимах.

Контакторы не имеют устройств, реагирующих на перегрузки или КЗ. Эту функцию выполняют предохранители и автоматические выключатели, включаемые последовательно с контактором и защищающие цепь от перегрузок и КЗ. Электродинамическая и термическая стойкость контакторов не нормируется.

В отличие от автоматических выключателей контакторы не имеют механических устройств, запирающих контактор в положении «включено». Во включенном положении контактор удерживается электромагнитом.

Основными элементами контакторов являются: главные контакты, дугогасительное устройство, электромагнитная система и вспомогательные контакты.

Разновидностью электромагнитного контактора является магнитный пускатель.

Пускатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для пуска, останова и защиты электродвигателей.

В состав магнитного пускателя входит электромагнитный контактор, встроенные тепловые реле для защиты электродвигателя от перегрузки и обрыва фазы и вспомогательные контакты.

Пускатели могут быть реверсивными и нереверсивными, в открытом, защищенном или пылебрызгонепроницаемом исполнении, с тепловыми реле и без них. При этом реверсивные обеспечивают включение двигателя с вращением ротора в прямом и обратном направлениях. Более часто используются нереверсивные пускатели.

Магнитные пускатели применяются для управления электродвигателями переменного тока напряжением до 660 В, мощностью до 75 кВт.

Предохранители – это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.

В большинстве предохранителей отключение цепи происходит за счет расплавления плавкой вставки, которая нагревается протекающим через нее током защищаемой цепи. После отключения цепи необходимо заменить перегоревшую вставку на исправную. Эта операция производится вручную или автоматически заменой всего предохранителя.

Основными элементами предохранителя являются: корпус, плавкая вставка (плавкий элемент), контактная часть, дугогасительное устройство и дугогасительная среда.

Предохранители изготовляются на напряжение переменного тока 36, 220, 380, 660 В и постоянного тока 24, 110, 220, 440 В.

Характеризуются предохранители номинальным током плавкой вставки, то есть током, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы. В один и тот же корпус предохранителя могут быть вставлены плавкие элементы на различные номинальные токи, поэтому сам предохранитель характеризуется номинальным током предохранителя (основания), который равен наибольшему из номинальных токов плавких вставок, предназначенных для данной конструкции предохранителя.

Предохранители до 1 кВ изготовляются на номинальные токи до 1000 А.

В нормальном режиме теплота, выделяемая током нагрузки в плавкой вставке, передается в окружающую среду, и температура всех частей предохранителя не превышает допустимую. При перегрузках или КЗ температура вставки увеличивается, и она расплавляется. Чем больше протекающий ток, тем меньше время плавления. Эта зависимость называется защитной (времятоковой) характеристикой предохранителя.

Предохранители не должны отключать электрическую цепь при протекании условного тока неплавления и должны отключать цепь при протекании условного тока плавления в течение определенного времени, зависящего от номинального тока (ГОСТ 17242-79Е). Например, при номинальных токах 10-25 А плавкая вставка не должна расплавляться в течение 1 ч при токах 130 % номинального и должна расплавляться в течение того же времени при токах 175 % номинального.

Чтобы уменьшить время срабатывания предохранителя, применяются плавкие вставки из разного материала.

Автоматический выключатель (автомат) – это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для проведения тока цепи в нормальных режимах и для автоматического отключения электроустановок при перегрузках и токах КЗ, чрезмерных понижениях напряжения и других аварийных режимах. Возможно использование автоматов для нечастых (6-30 раз в сутки) оперативных включений и отключений цепей.

Автоматические выключатели изготовляют для цепей переменного и постоянного тока одно-, двух-, трех- и четырехполюсными.

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями, которые обеспечивают отключение при перегрузках, КЗ, снижении напряжения. Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения различают нормальные выключатели (0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (менее 0,005 с).

Нормальные и селективные автоматические выключатели токоограничивающим действием не обладают. Быстродействующие выключатели, так же как предохранители, обладают токоограничивающим действием, так как отключают цепь до того, как ток в ней достигнет значения i_уд.

Селективные автоматические выключатели позволяют осуществить селективную защиту сетей путем установки автоматических выключателей с разными выдержками времени.

Автоматические выключатели изготовляют с ручным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении.

Основными параметрами автомата являются номинальное напряжение, номинальный ток, предельный ток отключения и время отключения.

К автоматам предъявляют следующие требования:

- токоведущая часть автомата должна выдерживать номинальный ток в течение всего срока службы, причем, нормальным состоянием автомата является включенное;

- автомат должен обеспечивать многократное отключение токов КЗ;

- время отключения токов КЗ автоматом должно быть минимальным – с целью повышения электродинамической и термической стойкости электроустановок.

Взамен традиционных коммутационных аппаратов в настоящее широко время применяются бесконтактные аппараты, основанные на свойствах полупроводников.

В силовых цепях для отключения тока применяют устройства на основе тиристоров.

Дата добавления: 2015-07-08