Независимый расцепитель

Предназначен для дистанционного отключения выключателя оператором.

Иначе говоря, отключение выключателя с таким расцепителем не зависит от элект

рических параметров, например, тока или напряжения цепи, отсюда название – «незави-

симый» (от электрических параметров цепи) расцепитель.

Рис. 4.19. Принципиальная схема независимого расцепителя:

1 – рукоятка включения; 2 – удерживающий рычаг; 3 – отключающий рычаг; 4 – регулировочная пружина; 5 – отключающая пружина; 6 – катушка; 7 – якорь; 8 – подвижный контакт; 9 – неподвижный контакт

Принципиальная схема независимого расцепителя устроена так же, как минимального (рис. 4.18), за единственным исключением – в цепи катушки напряжения кнопка SB

«Отключение» имеет замыкающий контакт (на рис. 4.18 – размыкающий).

В исходном состоянии ток через катушку напряжения 6 не протекает, отключающий рычаг 3 находится в зацеплении с удерживающим рычагом 2. Контакты замкнуты, выключатель включен.

При необходимости отключить выключатель нажимают кнопку SB, через катушку6 протекает ток, якорь реле 7, преодолевая противодействие пружины 4, перемещается вниз и разобщает рычаги 3 и 2. Контакты размыкаются, выключатель отключается.

Рис. 4.20. Кинематическая схема независимого расцепителя:

1 – сердечник; 2 – катушка; 3 – якорь; 4 – защелка; 5 – промежуточный валик механизма свободного расцепления

Кинематическая схема независимого расцепителя устроена так же, как минимально

го, за исключением: в исходном состоянии якорь реле 3 не притянут к сердечнику 1.

При подаче питания на катушку реле якорь 3 притягивается к сердечнику 1 и ударяет по нижней части защелки 4. Защелка поворачивается вокруг оси О в направлении про

тив часовой стрелки и освободит промежуточный валик 10 механизма свободного расцепления В результате рукоятка выключателя повернется и установится в среднее положение “Автоматическое отключение”.

В отличие от минимального расцепителя, в независимом расцепителе напряжение срабатывания не регулируется.

40 Характеристики автоматических выключателей

Основной характеристикой автоматических выключателей является защитная или время-токовая (рис. 4.21).

Защитной называется зависимость времени отключения выключателя от тока, т.е. t (I).

Защитные характеристики выключателей зависят от типа расцепителя или, если их несколько, расцепителей выключателя.

Рассмотрим 3 вида характеристик выключателя:

1. с электромагнитным (максимальным) расцепителем (рис. 4.21, а);

2. с тепловым расцепителем (рис. 4.21, б);

3. с комбинированным расцепителем (рис. 4.21, в).

Рис. 4.21. Защитная характеристика автоматического выключателя с разными видами расцепителей: а – электромагнитным; б – тепловым; в - комбинированным

Если автомат снабжен только максимальным расцепителем, то он не отключается до тех пор, пока ток контролируемой цепи не возрастет до значения I ≥ 1,5 I (рис. 4.21, а). Например, если кратность тока I / I = 1, т.е. ток цепи – номинальный, время срабатывания выключателя t = ∞ (т.е выключатель не сработает).

При токе I ≥ 1,5 I выключатель отключается, причем время срабатывания t = = 0,03 с. Это время в зоне токов короткого замыкания (т.е. при I > 1,5 I ) не зависит от величины тока к.з., т.е. оно одинаково при I = 2, 3, 4 I , и т.д. Малое время срабатывания является весьма ценным свойством автоматических выключателей, т.к. сводит к минимуму последствия протекания тока к.з., например, нагрев обмотки статора асинхронного двигателя при межвитковом замыкании в ней и т.п.Это время определяется механической инерционностью всех движущихся частей выключателя.

Если автомат снабжен только тепловым расцепителем, то он не отключается при токах, меньших или равных номинальному (рис. 4.21, б), но в зоне перегрузок, т.е. при токе I > I , отключается с выдержкой времени, обратно пропорциональной квадрату тока. Например, при кратности тока I / I = 2, время срабатывания выключателя t = = 200 с, а при кратности I / I = 4 это время составляет t = 50 с. Иначе говоря, ток увеличился в 2 раза, а время срабатывания уменьшилось в 4 раза.

Примечание: промышленность не выпускает автоматические выключатели с одним только тепловым расцепителем, поэтому предыдущий абзац имеет условный характер.Если автомат снабжен комбинированным расцепителем, то его защитная характеристика (рис. 4.21, в) представляет собой сочетание рассмотренных выше двух характеристик на рис. 4.21, а и 4.21, б.

Работе теплового расцепителя соответствует кривая abc, электромагнитного – a'b'c', комбинированного – abb'c'.

При токах нагрузки, меньших 1,5 I , работает только тепловой расцепитель, т.к. уставка электромагнитного расцепителя больше уставки теплового расцепителя. При токах нагрузки, превышающих уставку электромагшнитного расцепителя, работает только электромагнитный расцепитель, т.к. тепловой расцепитель имеет при этих токах большее время срабатывания.номинальный.

41 Автоматические выключатели генераторов

Автоматические выключателиэтой группы предназначены для коммутации и защи

ты генераторов СЭС.

Рассмотрим устройство и принцип действия генераторного автоматического выклю

чателя серии АМ.

Автоматические выключателисерии АМ (рис. 4.22) выпускают 2- и 3-полюсными на токи 800…5500 А.

Номинальные токи максимальных расцепителей могут отличаться от номинальных токов АВ. Так, в АВ типа АМ8 с I = 800 А могут устанавливаться максимальные расце

пители на номинальные токи 130, 190, 260,..., 800 А.

Автоматический выключатель состоит из отдельных устройств:

1. контактной системы;

2. привода;

3. механизма свободного расцепления;

4. расцепителей;

5. коммутатора.

Рис. 4.22. Автоматический выключатель серии АМ

Контактная система АВ каждого полюса состоит из комплек­та главных и дугогасительных контактов.

Главные неподвижные контакты 5 и 20 в местах касания с подвижными имеют вставки из серебряных пластин. Подвижный контакт-ролик 6, окантованный серебром, при повороте вала 19 с помощью выдвижного рычага вкаты­вается между неподвижными контактами, образуя надежный контакт. Несколько раньше кулачок, насаженный на вал 19, через ролик повора­чивает дугогасительный контакт 17, который замыкается со вторым контактом 12.

При включении АВ первыми замыкаются дугогасительные контакты 17, 12, а за-

тем - главные. При отключении АВ размыка­ние контактов происходит в обратной последовательности: роликом 18 последними размыкаются дугогасительные контакты. Этим исключает­ся появление электрической дуги на главных контактах.

При замыкании контактов 17, 12 возникает дуга, создающая силы электродинамического отталкивания. Для гашения этих сил дугогаси­тельные контакты снабжены компенсационным устройством.

Контакт 12 сможет поворачиваться относительно оси 13 на небольшой угол, и его положение в разомкнутом состоянии фиксируется пружиной 11. Стойка 9 имеет прорезь 10, заполненную изоляционной прокладкой, и ток дугогасительных контактов направляется по наружной кромке стойки 9 через ось 13, контакт 12 и далее через контакты 17 и 20 (путь тока на рис. 5.4 показан стрелками).

Между стойкой 9 и контактом 12 возникают силы электродинамического отталкивания.

Сила давления тем больше, чем больше протекающий ток через контакты. Так обеспе­чивается надежное соприкосновение дугогасительных контактов даже во время появления дуги.

Возникающая дуга удлиняется, движется по дугогасительным рогам 14, 16 и попадает в асбоцементную дугогасительную камеру 15 с прорезями. Здесь дуга охлаждается и гаснет.

Должны выдерживаться указанные на чертеже зазоры между рогом 14, контактом 12 и укрепленной на нем контактной медно-графитовой пластиной. При отсутствии этих зазоров ухудшаются условия гашения дуги.

Привод АВ может быть ручным (выполнен с помощью рукоятки) или электромеханическим (с помощью электродвигателя, работающе­го через редуктор). В первом случае для включения АВ рукоятку опускают вниз (до отказа), затем быстрым движением переводят ее вверх (до отказа). При выключении рукоятку резко перево

дят в нижнее положение.

Электродвигательным приводом управляют с помощью выносных кнопок.

Механизм свободного расцепления - это система рыча­гов, валиков и пружин, через которые момент, приложенный к рукоятке, или момент ЭД передается на вал 19.

При включении АВ взводятся пружины механизма свободного расцепления. Если какие-либо из защит будут в это время воздействовать на отключающий валик 21, то механизм свободного расцепления не даст возможности АВ включиться.

Отключение АВ происходит под действием отпущенных пружин.

Остальные устройства АВ называются пристройками. Их число и виды определяются вариантом исполнения АВ. К пристройкам относятся максимальные расцепители (защита от токов КЗ или перегрузок), замедлители (реле времени), независимый и минимальный расцепители, коммутатор.

Автоматические выключатели серии АМ имеют максимальный расцепитель для отключения токов КЗ. Магнитопровод 8 расцепителя находится на токоведущей части контакта 5 и изолирован от него изоляционной втулкой 7.

У АВ типа АМ8 магнитопровод заменен токовой катушкой. При возникновении тока КЗ магнитный поток в магнитопроводе становится достаточным для преодоления усилий противодействующих пружин и притяжения подвижного якоря 4 магнитопровода.

Якорь 4 через кронштейн и ролик воздействует на рычаг. Возникает момент вращения селективного вала 21. Начинает действовать замедлитель (расположен с другой стороны АВ и на рис. 5.4 не показан).

Замедлитель бывает часовым или анкерным. Только после истечения его выдержки времени валик 21 повернется так, что его кронштейн с роликом нажмет на пластину 3. При этом поворачи­вается отключающий валик 2, который через механизм свободного расцепления отключит АВ.

В схемах судовых генераторов обычно устанавливают 2 токовые защиты:

1. от токов КЗ;

2. от токов перегрузки.

АВ всегда имеют защиту от токов КЗ, а защита от перегрузок может выполняться другими устройствами, работающими не на отключение генератора, а на отключение ма-

лоответственных потребителей (камбуз, бытовая вентиляция и пр.).

Только по специальному заказу могут изготовляться АВ с дополнительными макси

мальными расцепителями, работающими в зоне перегрузок (на рис. 4.23: I - зона перегру-

зок; II - зона КЗ, начинается при I = 2 I ).

Рис. 4.23. Время-токовая (ампер-секундная) характеристика защит АВ серии АМ:

I – зона перегрузок; II – зона коротких замыканий

Винтом I (см. рис. 4.22), изменяя натяжение противодействующей пружины, можно изменять границу зоны КЗ.

Замедлитель АВ может быть настроен на различные уставки срабатывания: 0,18, 0,38, 0,63 с (см. рис. 4.23). При возникновении любого тока больше 2I валик 21 через валик 2 отключит АВ с выдержкойвремени, на которую настроен замедлитель.

Время срабатывания не зависит от значения тока: достаточно, чтобы он был более 2I .

Наличие трех уставок по времени позволяет называть АВ селективным (избиратель

ным). Уставка по времени данного АВ согла­суется с уставками других АВ электроэнергетической системы с таким расчетом, чтобы при возникновении КЗ в определенной точке первым отключился ближайший АВ, сохраняя работоспособность остальной части системы.При изготовлении АВ с защитой в зоне перегрузок применяют термобиметаллические расцепители. Они позволяют получить характе­ристику СD (см. рис.4.23). Время изги

бания биметаллического элемента и отключения АВ зависит от тока перегрузки.

Независимый расцепитель АВ служит для мгновенного отключения генератора. При нажатии на кнопку отключения подается питание на катушку 23 расцепителя (см. рис. 4.22). Подвижный якорь расцепителя преодолевает усилие пружины 22 и освобождает рычаг 24, который под действием пружины 25 ударяет по рычагу с роликом отключающего вала 2, в результате АВ отключается.

При включении АВ вместе с валом поворачивается включающий вал 26 и насаженный на него кулачок через отводку с роликом возвращает рычаг 24 в исходное состояние. Собачка якоря расцепителя вновь удерживает рычаг 24.

Минимальный расцепитель (на рис. 4.22 не показан) служит для отключения АВ при снижении напряжения ниже допустимого. Кроме того, если генератор возбудился до напряжения ниже 0,8 U , то минимальный расцепитель при попытке включить АВ вновь его отклю­чит. Катушка 23 минимального расцепителя находится под напряже­нием генератора и якорь расцепителя притянут. При U < U рас­цепитель отпускает якорь, освобождается рычаг, воздействующий на отключающий валик 2, и АВ отключается.

Коммутатор представляет собой набор вспомогательных кон­тактов, переключае

мых рычагами вместе с валами 19 и 26. Контакты коммутатора переключают цепи сигнализации и управления СЭС (например, лампы "Г1 включен", "Г2 выключен").

42 Электродвигательный привод автоматического выключателя серии АМ Этот привод изображен на рис.

Рис. 4.24. Схема управления автоматическим выключателем серии АМ

В состав привода входят:

1. коллекторный электро­двигатель М переменного тока;

2. электромагнитная муфта УС, соединяющая двигатель с редук­тором, через который взводятся пружины механизма свободного расцепления;

1. электромагнита Y А включения;

2. независимого (мини­мального) расцепителя КV1;

3. путе­вых (конечных) выключателей SQ1 и SQ2, работающих одновременно с

главными контактами АВ;

6. контактов SF1-SF4, управляемых механизмом взвода пружин.

На cхеме также изображены:

1. QF - - контактная система АВ;

2. FА – максимальные расцепители;

3. КV2- минимальный расцепитель.

Каждое включение или отключение АВ происходит за счет энергии взведенных пружин. После срабатывания АВ собирается цепь пуска двигателя М, взводятся пружины для следующего включения (отключения) АВ и двигатель отключается.

На рис. 4.24 состояние схемы соответствует положению АВ со взведенными пружинами. При нажатии на кнопку "Пуск" электромагнит YА освобождает взведенные пружины, АВ включается и контакт SQ1 размыкается, а контакт SQ2 переключается в положение 1, обеспечивая пуск двигателя М.

В конце взвода пружин контакты SF1, SF2 размыкаются, а SF3, SF4 замыкаются:

- электродвигатель М отключается.

При нажатии на кнопку "Стоп" поступает питание на минимальный расцепитель КV1, АВ выключается: контакт SQ1 замыкается, а SQ2 переключается в положение 2 и через замкнутый контакт SF3 включается двигатель М взвода пружины.

В конце взвода контакты SF1-SF4 возвращаются в состояние, показанyое на схеме, и двигатель отключается.

Собственное время отключения АВ не превышает 0,08 с, взвод цружин - примерно 10 с. При снижении напряжения на 20-30 % номи­нального с выдержкой времени 2 с (создается цепью С-R2-RЗ) расцепитель КV2 прямым воздействием на отключающий вал 19 (см. рис. 4.24) отключит АВ.

Допускается 10 включений АВ подряд, затем требуется 30-минут­ный перерыв. Ручной резервный взвод механизма АВ осуществляется вращением съемной рукоятки. После взвода поворотом рукоятки включения АВ можно включить (выключить).При техническом обслуживании АВ следует обращать внимание на состояние контактных поверхностей. Наплавления металла на контак­тах удаляют бархатным напильником. Со всех деталей удаляют пыль и нагар. Проверяют чистоту дугогасительных камер, правильность их установки, плавность работы механизма свободного расцепления. При обслуживании АВ с частичной разборкой проверяют усилия нажатия контактов, их провалы, испытывают в работе все защиты.

43 Автоматические выключатели приемников электроэнергии

Поиск по сайту: