Автоматические выключатели

Автоматические выключатели, называемые в практике просто автоматами, представляют собой аппараты многократного действия. В нормальных режимах работы они служат коммутационными органами, при помощи которых вручную выполняют нечастые включения и отключения электрических цепей. В анормальных режимах они автоматически отключают поврежденную часть электрической цепи.

Как правило, автоматы реагируют на несколько видов анормальных режимов. Например, на короткие замыкания и длительные недопустимые перегрузки. Для реагирования на изменение параметров защищаемых устройств автоматы снабжены измерительными органами - расцепителями.

Упрощенное устройство автомата показано на рисунке 2а. Рабочий ток нагрузки I протекает через контакт 1 автомата и нагреватель теплового реле 6 в катушку 9 реле максимального тока. При коротком замыкании в контролируемой цепи сердечник 10 реле максимального тока втягивается в катушку 9 и через толкатель воздействует на рычаг 5 механизма свободного расцепления. Последний поворачивается по часовой стрелке и приподнимает защелку 4. При этом освобождается рычаг 3 и, воздействуя на пружину 2, размыкает контакты 1 автомата. Аналогично происходит отключение автомата при перегрузке цепи, когда ток в ней больше номинального (расчетного), но меньше тока короткого замыкания. В этом случае ток, проходя по нагревателю 6 теплового реле, вызывает нагрев биметаллической пластины 7, в результате чего свободный конец этой пластины поднимается вверх и через рычаг 5 открывает защелку 4, вызывая этим отключение контактов автомата.

 

        Рис. 3

 

Схема включения автомата QF с целью обеспечения подключения и защиты трехфазного АД приведена на рисунке 2б.

Автоматические выключатели различаются: по числу полюсов (одно-, двух- и трехполюсные); роду тока (переменного и постоянного); типу расцепителя (тепловой, электромагнитный, комбинированный) и по номинальному току.

Автоматы серии АП50 выпускаются с регулируемыми электромагнитными и тепловыми расцепителями (исполнение МТ), только тепловыми (Т) и только электромагнитными (М) расцепителями в двух- и трехполюсном исполнении на номинальные токи уставок от 1,6 до 50 А.

Автомат АП50 (рис. 4) состоит             из    следующих узлов:

коммутирующего  устройства, дугогасительных  камер, механизма

свободного расцепления и расцепителей.

Рис. 4

1 - линейные контакты

2 - электромагнитное реле

3 - кнопка включения

4 - кнопка отключения

 

Автоматические выключатели серий АП50, АК63, АЗ000, А3700, АЕ2000, ВА, ВАБ, «Электрон» различаются между собой числом контактов (полюсов), уровнями номинальных тока и напряжения, набором и исполнением реализуемых защит, отключающей способностью, быстродействием. Диапазон их номинальных токов составляет 10... 10 000 А, а предельных коммутируемых токов 0,3... 100 кА. Время включения различных автоматов находится в пределах от 0,02 до 0,7 с. Отечественные автоматы серий «Электрон» и A3 700 имеют полупроводниковые расцепители, которые состоят из измерительных

трансформаторов тока и логических транзисторных элементов.

 

Тепловые и температурные реле предназначены для защиты электродвигателей и другого электрооборудования от токов перегрузки. Принцип действия теплового реле основан на деформации биметаллической пластинки 1 при нагреве ее током нагрузки. Деформация пластинки передается на механизм расцепления, который размыкает контакт 2, вклю­ченный в цепь исполнительного органа (катушки пускателя, контактора). Обычно нагрев биметаллической пластины осуществляется косвенно от нагревательных элементов, включенных в разрыв защищаемой электрической цепи.

Рис. 5

                            

 

 

          4. Схема одиночного электропривода.

Принципиальная схема управления электроприводом (Рис.6) показывает взаимную электрическую связь между элементами, по ней можно выяснить последовательность срабатывания отдельных элементов. В нашем случае она включает в себя рубильник (QP), аппарат защиты (предохранитель F), аппарат управления (магнитный пускатель: контакты силовые КМ1, контакты блокировочные КМ2, магнитная катушка КМ, кнопка «стоп» SB1, кнопка «пуск» SB2) и электродвигатель (М).

                                                 

А В С                            Рис. 6.

QP

 

SB2        

   F                              SB1                       KM

 

 

                                                  

                                                      KM2

 

KM1

 

 

              M

 

При замыкании контактов рубильника QP напряжение распространяется на участок силовой цепи до контактов КМ1 и на всю цепь управления (SB1, SB2, KM, KM2). Если после этого замкнуть контакт ручного управления SB2, то ток потечет по пути: фаза А, SB1, SB2, KM, фаза В.

                                                  

А В С                           

QP

SB2        

   F               SB1          KM

                                                 

                                   KM2

 

KM1

Рис. 7

          M

Катушка КМ запитывается, магнитное поле притягивает сердечник и закрепленную на нем траверсу с подвижными контактами КМ1 и КМ2. Ток теперь поступает через контакты КМ1 на обмотки двигателя. Кроме того с этого момента ток поступает на катушку через блокировочные контакты КМ2, что позволит отпустить кнопку SB2.

А В С                           

QP

SB2        

   F               SB1          KM

                                                 

                                   KM2

 

KM1

                                                                  Рис.8

          M

Для выключения двигателя нужно разомкнуть цепь управления, для чего служит кнопка SB1. Катушка обесточится, пружины магнитного пускателя вернут контакты КМ1 и КМ2 в разомкнутое положение и отключат обмотки электродвигателя и саму катушку.