Защита сетей низкого напряжения

Коммутационная аппаратура низкого напряжения предназначе­на для включения и отключения электрооборудования в цепях постоянного и переменного тока при напряжении до 1000 В.

Подобная аппаратура конструктивно выполняется в виде ру­бильников, пакетных выключателей, контактов, автоматических воздушных выключателей с разрывом дуги в воздушной среде.

Простейшим отключающим аппаратом в цепях низкого напря­жения является рубильник.

Рубильники изготовляют одно-, двух- и трехполюсными на токи до 1000 А.

Трехполюсный рубильник (рис. 7.4) состоит из неподвижных контактов 1 и подвижных контактов 2, изготовленных в виде ножей из меди или латуни. Присоединение электрической цепи произ­водится к зажимам 3.

Рис. 7.4. Трехполюсный рубильник

Рубильники обычно монтируют на плитах, изготовленных из изоляционного материала, или непосредственно на панелях управ­ления.

Для предохранения обслуживающего персонала от случайного прикосновения к токоведущим частям, а также от поражения элект­рической дугой, возникающей при отключении, рубильники закры­ваются специальным защитным кожухом.

В цепях управления рубильники используются, главным обра­зом, для снятия напряжения при осмотрах и ремонте электрической аппаратуры. В настоящее время рубильники используются редко, только в неответвленных, второстепенных электрических установ­ках.

Более совершенным и более компактным в сравнении с рубиль­ником устройством для включения и отключения электрооборудо­вания является пакетный выключатель (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Пакетный выключатель: а - общий вид, б - разряд по одной из токовых цепей; в - схема подключения

Неподвижные контакты 1 пакетного выключателя обжимаются сверху и снизу подвижными контактами 2, находящимися на пово­ротной части выключателя.

Токопроводы крепятся к изоляционным прокладкам на поворот­ной части выключателя с помощью токоведущих пластин 3, одна из которых имеет (рис. 7.5, б) четыре загнутых выступа для соедине­ния пластин. Поворотный вал 4 изолирован от токоведущих частей слоем изоляции.

Пакетный выключатель имеет устройство, обеспечивающее при помощи пружин 5 фиксацию и быстрое, независимо от скорости поворота рукоятки, переключение контактов. Подобное устройство способствует быстрому гашению дуги.

В качестве примера использования пакетного выключателя для включения и отключения электродвигателя к питающей сети на рис. 7.5, в приведена схема подключения. [ 4, 82-84].

Контакторы предназначены для дистанционного включения и отключения электрических цепей и установок постоянного и пере­менного тока напряжением до 500 В.

Устройство трехполюсного контактора переменного тока приве­дено на рис. 7.6. Питающее напряжение подводится к зажимам катушки 1 контактора, рассчитанного на напряжение 127, 220 или 380 В. При этом в разомкнутом магнитопроводе возникает магнит­ный поток, под действием которого якорь 3 электромагнита притя­гивается к сердечнику 2. На якоре жестко закреплен вал 4, на котором установлены и изолированы друг от друга подвижные силовые контакты 5, замыкающиеся при подаче напряжения к ка­тушке с неподвижными контактами 6, в результате силовая элект­рическая цепь замыкается.

Рис. 7.6. Трехполосный контактор переменного тока: 1 - катушка; 2 - сердечник; 3 - якорь; 4 - вал; 5 - подвижные силовые контакты; 6 - неподвижные силовые контакты; 7 - нормально открытые контакты; 8 - нормально закрытые контакты; 9 - контактный мост; 10 - гибкий провод; 11 - короткозамкнутый виток; 12 - дугогасительная камера

При отключении катушки контактора от питающей сети магнит­ный поток в магнитопроводе исчезает, якорь под действием соб­ственного веса отходит от сердечника, контакты размыкаются, отключая электрическую цепь. Приведенный на рис. 7.6 трехполюсный контактор имеет три пары нормально открытых силовых контакторов 7, рассчитанных на коммутацию больших токов. Кон­такты снабжены дугогасительными камерами (на рис. 7.6. две камеры сняты).

Кроме силовых контактов, контактор имеет две пары нормаль­но открытых 8 и нормально закрытых 9 контактов, предназначен­ных для переключений в цепях управления. Подобные контакты называют блокировочными, или блок-контактами.

Основным отличием контакторов переменного тока от контак­торов постоянного тока является то, что магнитопровод контак­торов переменного тока для уменьшения магнитных потерь в нем, а следовательно, его нагрева, набирается из тонких изолированных друг от друга листов электротехнической стали. Магнитопровод контакторов постоянного тока изготовляется из электротехничес­кой стали со сплошным сечением, так как в данном случае отсут­ствуют греющие потери в стали, поскольку магнитный поток не меняется во времени.

Электромагнитные контакторы серий КТ64, КТП64 (рис. 7.7) предназначены для включения и отключения приемников элект­рической энергии. Они являются модификацией контакторов серий КТ6000, КТП6000, КТ7000 и отличаются наличием дополнительных блоков. Выпускаются для эксплуатации в районах с умеренным, холодным и тропическим климатом.

Рис. 7.7. Электромагнитные контакторы: а — серии КТ64; б — серии КТП64

По роду тока и напряжению втягивающих катушек контакторы серии КТ64 изготовляют с катушками на номинальные напряже­ния 36, 110, 127, 220, 380 и 500 В переменного тока для рабо­ты в продолжительном и прерывисто-продолжительном режимах, а также в повторно-кратковременном режиме при ПВ=40%.

Контакторы выпускаются с катушками постоянного тока на номинальные напряжения 24, 48, 110 и 220 В, не требующими фиксирования при включении для работы в продолжительном, пре­рывисто-продолжительном режимах, а также в повторно-кратко­временном режиме при ПВ=40%.

Конструктивно контакторы повышенной износостойкости вы­полнены в виде унифицированных блочных узлов, что значительно повышает технологичность конструкции, облегчает условия ремон­та монтажа и демонтажа.

Исполнение контактора на рейке с универсальным присоедине­нием подводящих проводников обеспечивает заднее или переднее присоединение внешних проводников.

Контакторы рассчитаны для работы на высоте 1000 м над уровнем моря (допускается высота до 2000 м) при температуре окружающего воздуха для общепро­мышленного исполнения от —45 до + 45°С; холодостойкого исполнения от —50 до +40°С; относительной влажности окружающего воздуха общепромышленного и холодостой­кого исполнения до 80% при 20 °С, 98% при 25 °С; во взрывоопасной среде, не содержащей пыли в количе­стве, нарушающем работу контакто­ров, а также агрессивных паров и га­зов в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, не насыщен­ной водяными парами; при отсутст­вии непосредственного воздействия солнечной радиации; в закрытых по­мещениях на открытых панелях или в оболочках, защищенных от паде­ния воды, масла, эмульсии и т. д.

Магнитный пускатель (рис. 7.8) представляет собой трехполюсный контактор переменного тока, снаб­женный тепловыми реле.

Рис. 7.8. Магнитный пускатель: 1- подвижные контакты; 2- непо­движные контакты; 3 - якорь; 4- ка­тушка; 5 - вал; 6- гибкий токопровод; 7-нормально открытые бло­кировочные контакты; 8 - нормально закрытые блокировочные контакты;

9 - тепловое реле

Нагревательные элементы тепло­вых реле, служащих для защиты то­коприемника от длительной перегрузки по току, включаются в рассечку двух фаз трехфазного потре­бителя.

При длительной перегрузке тепловое реле срабатывает и своим нормально закрытым контактом отключает катушку контактора от питающей сети и силовая цепь потребителя отключается.

В настоящее время выпускаются многие типы контакторов и ма­гнитных пускателей.

Магнитные пускатели серии ПМА (рис. 7.9) предназначены для управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором мощностью до 75 кВт, а также для защиты их от про­должительных перегрузок и токов, возникающих при обрыве одной из фаз.

Рис. 7.9. Магнитные пускатели серии ПМА

Пускатели рассчитаны для работы при температуре окружа­ющей среды от — 60 до + 55 °С; на высоте до 2000 м над уровнем моря; при вибрации мест крепления с частота до 100 Гц. Основные исполнения пускателей: с электромагнитом постоянного и перемен­ного тока, реверсивные и нереверсивные, с тепловым и без теплово­го реле, открытого (степени 1Р00) и защищенного (степеней 1Р40 и 1Р54) исполнений, без кнопок и с кнопками управления и с сиг­нальной лампой.

Взрывозащищенные магнитные пускатели серии ПВЧ (рис. 7.10) предназначены для дистанционного управления трехфазными асин­хронными двигателями с короткозамкнутым ротором в сетях с изо­лированной нейтралью трансформатора в угольных и сланцевых шахтах, опасных по газу и угольной пыли. Пускатели рассчитаны для работы в продолжительном, прерывисто-продолжительном, кратковременном и повторно-кратковременном режимах; в подзем­ных условиях со значительной запыленностью и повышенной влаж­ностью.

Рис. 7.10. Магнитный пускатель серии ПВЧ

Оболочка пускателей выполнена с учетом новейших требований взрывозащиты.

Электрическая схема пускателей обеспечивает все виды защиты и световую сигнализацию ее срабатывания.

[4, 88-92].

3. ЗАЩИТА АВТОМАТИЧЕСКИМИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ.