Токоведущие и контактные детали электрических аппаратов

Лекция №1

Электрические аппараты

Электрические аппараты - это электротехническое устройство предназначенное для различных целей: включение и отключение электрических цепей, контроль их состояния, управление, измерение и защита электрических и неэлектрических объектов.

Режимы работы электротехнических устройств.

Номинальный режим работы - это такой режим, когда элемент электрической цепи работает при значениях тока, напряжениях, мощности указанных в техническом паспорте, что соответствует наивыгоднейшим условиям работы с точки зрения экономичности и надежности (долговечности).

Нормальный режим работы - режим, когда аппарат эксплуатируется при параметрах режима незначительно отличающихся от номинального.

Аварийный режим работы - это такой режим, когда параметры тока, напряжения, мощности превышают номинальный в два и более раз. В этом случае объект должен быть отключен.

Электрические установки по условиям электробезопастности подразделяются в ПУЭ на:

· до 1000 B

· больше 1000 B

(по действующим значениям напряжения).

По способу управления

Автоматическая, ручная, комбинированная

Классификация электрических аппаратов.

1. Классификация по назначению:

Коммутационные аппараты.

Основное назначение - это включение, отключение, переключение электрических цепей.

· рубильники

· пакетные переключатели

· различные переключатели

· автоматические выключатели

· предохранитель

Защитные аппараты.

Основное назначение - это защита электрических цепей от токов короткого замыкания и перегрузок

· автоматические выключатели

· предохранитель.

Пускорегулирующие аппараты.

Основная функция этих аппаратов это управление электроприводами и другими потребителями электрической энергии. Их еще называют аппараты управления (АУ)

· контакторы

· пускатели

· командо-контроллеры

· реостаты

4) токоограничивающие аппараты.

Функцию ограничителя токов короткого замыкания (ТКЗ) выполняют реакторы, а функцию перенапряжения (разрядники).

Контролирующие аппараты.

Основная функция этих аппаратов заключается в контроле за заданными электрическими и неэлектрическими параметрами

· реле

· датчики

 

2. Классификация по напряжению:

1) До 1000 В (660 В включительно)

2) Аппараты больше 1000 В.

 

3. Классификация по роду тока:

 

1) Постоянного тока.

 

2) Переменного тока промышленной частоты.

3)Переменного тока повышенной частоты.

 

4. Классификация по роду защиты от попадания в электрические аппараты инородных тел и защиты персонала от прикосновения с токоведущими и подвижными частями, а также от попадания влаги. По ГОСТу 14054-80.

Степень защиты выражается условными буквенно-цифровыми обозначениями (БЦО), которые приняты во всем мире.

 

IP - международная степень защиты

XX - защита от попадания твердых тел и влаги.

I P X X

1) Защита от пыли:

Если стоит 0 значит защита отсутствует.

Если стоит 1 значит защита от преднамеренного доступа, от попадания крупных тел диаметром не менее 52.5 мм Æ ³ 52.5 мм (ладонь).

Если стоит 2 значит защита от попадания инородных тел Æ ³ 12.5 мм и длиной 80 мм (палец).

Если стоит 3 значит защита от преднамеренного доступа тела диаметром Æ ³ 2,5 мм (защита от инструмента.

Если стоит 4 значит защита от преднамеренного доступа тела диаметром Æ ³ 0,1 мм (проволока).

Если стоит 5 значит полная защита персонала, защита от отложения пыли.

Если стоит 6 значит полная защита персонала, защита от попадания пыли.

2)Защита от влаги:

Если стоит 0 значит защита отсутствует

Если стоит 1 значит защита от капель сконцентрированной воды.

Если стоит 2 значит защита от капель

Если стоит 3 значит защита от дождя (от капель падающих вертикально под углом в 60°)

Если стоит 4 значит защита от брызг любого направления

Если стоит 5 значит защита от струй

Если стоит 6 значит защита от воздействий воды характерных для палубы корабля (волны)

Если стоит 7 значит защита от погружения в воду

Если стоит 8 значит защита от длительного погружения в воду под давлением (глубоководный электрический аппарат).

IP00 - открытое исполнение

IP20 - защищенное исполнение

IP44 - брызгозащищенное исполнение

IP54 - пылезащищенное исполнение

IP66 - морское исполнение

IP67 - герметичное исполнение

 

5. Классификация по работе в определенных климатических условиях и категории размещения. По ГОСТу 15150-69.

 

Установлено пять категорий размещения электрических аппаратов:

1) Электрические аппараты предназначенные для работы на открытом воздухе.

2) Электрические аппараты предназначенные для работы на открытом воздухе под навесом, в палатке, механическом кожухе.

3) Электрические аппараты предназначенные для работы в закрытом помещении без отопления (трансформаторные подстанции).

4) Электрические аппараты предназначенные для работы в закрытых помещениях с отоплением.

5) Электрические аппараты предназначенные для работы в помещениях с повышенной влажностью и почве (шахты, подвалы).

ГОСТ 15543-70 конкретизирует предыдущий ГОСТ в части классификации электрических аппаратов в определенных климатических условиях, которые характеризуются изменением в температуре и влажности воздуха, а также пределами их изменения во времени в определенной климатической зоне.

 

Установлены следующие климатические зоны:

русское латинское

· Зоны умеренного климата У N

· Зоны умеренного и холодного климата УХЛ NF

· Зоны тропически-влажного климата ТВ TH

· Зоны тропически-сухого климата ТС TA

· Зоны тропического климата Т T

· Для всех климатических районов на суше и на море О U

 

 

Пример: Маркировка магнитного пускателя: ПМА-6122У22Б. Судя по У2 можно сказать, что: У - данный аппарат предназначен для работы в странах с умеренным климатом при нормальных значениях температуры от -40° до +40° при среднемесячной влажности воздуха 80% при 20%.

2 - в помещениях имеющих свободный доступ наружного воздуха.

Лекция №2

Токоведущие и контактные детали электрических аппаратов

Электрическое контактное соединение -- функциональный узел, с помощью которого соединяются две и более токоведущих детали для перехода тока из одной детали в другую.

Контакт -- место, где ток из одной детали переходит в другую

Контактные поверхности -- поверхности, на которых осуществляется электрический контакт

Разборный контакт (контактное соединение) -- это конструктивный узел, предназначенный только для проведения электрического тока, но не предназначенный для коммутации (болтовое соединение “шин”, присоединение проводника к зажиму).

Коммутирующие контакты - это конструктивный узел, предназначенный для коммутации электрической сети (выключатель, контактор рубильник).

Скользящие контакты - разновидность коммутирующего контакта, у которого одна деталь скользит относительно другой, но электрический контакт при этом не нарушается (контакты реостата, щеточный контакт, шарнирный контакт, проскальзывающий контакт).

Точечный контакт -- контакт в одной физической площадке: сфера-сфера, сфера-плос-конус, конус-плоскость.

Линейный контакт - условное контактирование происходит по линии (ролик-плоскость).

Поверхностный контакт -- условное контактирование по поверхности.

Переходное сопротивление – резкое увеличение активного сопротивления в месте перехода тока из одной детали в другую

Контактное нажатие – усилие воздействия одной контактной поверхности на другую

Начальное контактное нажатие - усилие воздействия одной контактной поверхности на другую при первом соприкосновении контактов

Конечное контактное нажатие - усилие воздействия одной контактной поверхности на другую при полностью включенных контактах

Провал контактов - это расстояние, на которое перемещается подвижная контактная система после касания контактов (расстояние на которое перемещается контактная система, если неподвижную контактную систему мысленно убрать). Провал контактов обеспечивает надежную их работу при износе. Х - провал контакта [мм] - это паспортная техническая величина, обеспечивающая усилие нажатия.

В процессе эксплуатации контакт изнашивается (трение, выгорание части контакта вследствие электрической дуги) и контактное нажатие снижается, а значит увеличивается сопротивление контакта и возрастает опасность сваривания. Поэтому провал контактов в процессе эксплуатации контролируется. Допустимо уменьшение провала контактов на 50% от начального значения приведенного в документации завода изготовителя.

Раствор контактов – наименьшее расстояние контактными поверхностями полностью разомкнутых контактов

Износ - это разрушение рабочей поверхности коммутирующего контакта в процессе работы, приводящее к изменению формы, размера, массы и к уменьшению провала контактов.

Вибрация контактов (дребезг) - это явление периодического отскока и последующего замыкания подвижной контактной системы засчет упругой деформации неподвижной контактной системы (на расстояние 0.01 - 0.1 мм). Процесс этот идет с затуханием (с затухающей амплитудой).

Термическая устойчивость контактов -- способность контактов выдерживать в течении определенного времени большие токи не оплавляясь и не свариваясь

Электродинамическая устойчивость контактов -- их способность контактов пропускать большие токи не размыкаться под действием электродинамических усилий не снижая значительно контактного нажатия