Электрооборудование. Введение

Предохранитель – это коммутационный аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотрен-ных для этого токоведущих частей под действием тока превышающего опре-деленное 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.

Предохранитель включается последовательно в защищаемую цепь (рис. 1), для создания видимого разрыва используются неавтоматический вы-ключатель (рубильник). Основными элементами предохранителя являются корпус, плавкая вставка (плавкий элемент), контактная часть, дугогасительное устройство и дугогасительная среда.

РИС.1

Предохранители изготавливаются на напряжение переменного тока 36, 220, 380, 660 В и постоянного тока 24, 110, 220, 440 В. Предохранители характеризуются номинальным током плавкой вставки, т.е. током, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы. В один и тот же корпус предохранителя могут быть вставлены плавкие элементы на различные номи-нальные токи, поэтому сам предохранитель характеризуется номинальным током предохранителя (основания), который равен наибольшему из номи-нальных токов плавких вставок, предназначенных для данной конструкции предохранителя.

Предохранители до 1 кВ изготовляются на номинальные ток идо 1000А. В нормальном режиме тепло, выделяемое током нагрузки в плавкой вставке, передается в окружающую среду и температура всех частей предо-хранителя не превышает допустимую. При перегрузках или КЗ температура вставки увеличивается и она расплавляется. Чем больше протекающий ток, тем меньше время плавления.

Чтобы уменьшить время срабатывания предохранителя, применяют-ся разные вставки из разных материалов, специальной формы, а также ис-пользуется металлургический эффект.

Наиболее распространенными металлами плавких вставок являются: медь, цинк, алюминий, свинец и серебро.

Наибольший ток, который плавкий предохранитель может отклю-чить без каких либо деформаций и повреждений называется предельным то-ком отключения.

Предохранители с закрытыми разборными патронами без наполни-теля типа ПР-2 (рис. 2) изготовляются на 220 и 500 В, номинальные токи 100-1000 А; предельно отключаемые токи при напряжении 380 В и cos   0,4 со-ставляет 6-20 кА. РИС.2

Патрон предохранителя ПР-2 на токи 100А и выше состоит из тол-стостенной фибровой трубки 1, на которую плотно насажены латунные втулки 3, предотвращающие разрыв трубки. На втулки навинчиваются кол-пачки 4, которые закрепляют плавкую вставку 2, привинченную к ножам 6 до установки ее в патрон. Для предотвращения поворота ножей предусмотрена шайба , имеющая паз для ножа.

Патрон вставляется в неподвижные контактьные стойки, укреплен-ные на изоляционной плите. Необходимое контактное нажатие обеспечивает-ся кольцевой или пластинчатой пружиной.

Предохранители насыпные типа ПН-2. ( Рис.3) широко применяются для защиты силовых цепей до 500 В переменного и 440 В постоянного тока и выполняются на номинальные токи 100-600 А.

Фрафоровая, квадратная снаружи и круглая внутри, трубка 1 имеет 4 резьбовых отверстия для винтов, с помощью которых крепится крышка 4 с уплотняющей прокладкой 5. Плавкая вставка 2 приварена электроконтактной точечной сваркой к шайбам врубных контактных ножей 3. Крышки с асбесто-выми прокладками герметически закрывают трубку. Трубка заполнена сухим кварцевым песком 6ю Плавкая вставка выполнена из одной или нескольких медных ленточек толщиной 0,15-0,35 мм и шириной до 4 мм. На вставке сде-ланы прорези 7, уменьшающие сечение вставки в 2 раза. Для снижения тем-пературы плавления вставки используется металлургический эффект – на по-лоски меди напаяны шарики олова 8. Температура плавления в этом случае не превышает 475 0С

РИС. 3

Лабораторная работа №2. Изоляторы и токопроводы.

Различают изоляторы следующих видов: опорные, подвесные и проходные. Изоляторы должны отвечать ряду требований, опреде-ляющих их электрические и механические характеристики, в соот-ветствии с назанчением и номинальным наппряжением, а также за-грязненностью воздуха в районе установки.

Опорные изоляторы предназначены для изоляции и крепле-ния шин или оковедущих частей аппаратов на заземленных метал-лических или бетонных конструкциях, а также для крепления про-водов воздушных линий на опорах. Их можно разделить на стержне-вые и штыревые.

Опорные стержневые изоляторы для внутренней установки серии ИО изготовлят для номинальных напряжений от 6 до 35 кВ. Они имеют фарфоровое коническое тело с одним небольшим ребром ( Рис.1).

РИС.1

Снизу и сверху предусмотрены металлические детали ( ар-мировка ) для крепления изолятора на основании и крепления про-водника на изоляторе. Высота фарфорового тела определяется но-минальным напржением.Диаметр тела и вид армировки определяют-ся минимальной разрушающей нагрузкой: чем больше последняя, тем прочнее должен быть укреплен изоляор на основании. Изолято-ры рассчитанные на значительную механическую нагрузку, имеют снизу квадратные фланцы с отверстиями для болтов, а сверху – ме-таллические колпаки с нарезными отверстиями для крепления ши-нодержателя и проводника. Элементы арматуры охватывают тело изолятора и соединены с фарфором цементным составом.

Изоляторы серии ИО изготовляют с минимальной разру-шающей нагрузкой от 3,75 до 30 кН.

Опорные штыревые изоляторы серии ОНШ также предна-значены для наружной установки. Они имеют фарфоровое тело с да-леко выступающими ребрами ( крыльями ) для защиты от дождя. Длина пути тока утечки по поверхности диэлектрика значительно больше соответствующего пути тока утечки по изолятору предна-значенному для внутренней установки.

Проходные изоляторы предназначены для проведения про-водника сквозь зазаемленные кожухи трансформаторов и аппарат-тов, стены и перекрытия зданий.

Подвесные изоляторы предназначены для крепления много-проволочных проводов к опорам воздушных линий и РУ. Их конст-руируют так, чтобы они могли противостоять растяжению.

ТОКОПРОВОДЫ.

Представляют собой относительно короткие элекрические линии ( как правило от нескольких метров до нескольких сотен метров) с жесткими или гибкими проводниками, укрепленными на опорных или подвесных изоляторах, предназначенные для соедине-ния электрических машин, трансформаторов и электрических аппа-ратов в пределах станции, подстанции, РУ.

Коммутационные аппараты до 1000 В.

Неавтоматические выключатели.

Неавтоматические выключатели предназначены для отсоединения от-дельных обесточенных частей от напряжения или для ручного включения и отключения электрической цепи в нормальных режимах при токах, не превы-шающих 0,2-1 номинального тока выключателя. К ним относятся неавтома-тические выключатели рубящего типа (рубильники) и пакетные выключатели и переключатели.

Переключатель – это контактный коммутационный аппарат, предназна-ченный для переключения электрических цепей.

В распределительных устройствах до 1 кВ и в слаботочных цепях авто-матически широкое применение получили пакетные переключатели и выклю-чатели, заменившие старую конструкцию рубильников рис.4.17.

Пакетные выключатели и переключатели серий ПВ и ПМ выпускаются одно-, двух- и трехполюсными на номинальные токи 20- 400 А постоянного тока при напряжении 220В и 63-250 А переменного тока при напряжении 380В. Наибольшая частота отключений в час – 300.

Пакетные выключатели не обеспечивают видимого разрыва цепи, поэто-му в некоторых цепях устанавливают рубильники.

Рубильник предназначен для ручного включения и отключения цепей по-стоянного и переменного тока выше 1 кВ. По конструкции различают одно-, двух- и трехполюсные рубильники.

Важной частью рубильника являются контакты. Обычно применяются линейные контактные рубящего типа, нажатие в которых обеспечивается спе-циальными стальными пружинами.

Гашение дуги постоянного тока (до 75А) происходит за счет ее механического растягивания. При больших токах гашение дуги осу-ществляется за счет ее перемещения электродинамическими силами взаимо-действия, причем, чем короче нож, тем больше силы взаимодействия между дугой и деталями рубильника, что повышает отключающую способность ру-бильника.

Гашение дуги переменного тока осуществляется за счет околока-тодной электрической прочности (150-250 В), имеющей место при переходе тока через нуль. Длина ножа в рубильниках переменного тока выбирается по механическим условиям.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатель предназначен для коммутации цепей при аварийных режимах, а также нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.

Автоматические выключатели изготовляют для цепей переменного до 1000 В и постоянного тока до 440 В одно-, двух-, трех- и четырехполюсные на номинальные токи от 6,3 до 6300 А.

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями, которые обеспечивают отключение при перегрузках, КЗ, сни-жении напряжения. Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой.

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

Основные