Виды аппаратов, используемых в СЭЭС

1. Рубильник и рубильник-переключатель. Эти аппараты являются наиболее простыми элементами коммутации ручного привода. В судовых установках рубильники используются для коммутации токов до 4 А.

2. Рубильники-разъединители, которые в отличие от простых рубильников допускают отключение токов нагрузки, в то время как Регистр допускает использовать рубильники только для очень малых токов, например: токов холостого хода трансформатора.

3. Пакетные выключатели и переключатели. По сравнению с рубильниками пакетные выключатели и переключатели более универсальны, и широко применяются на судах. На рис. 85-а приведен внешний вид пакетного выключателя. На рис. 85-в и на рис. 83 приведены поперечные разрезы по одной секции (пакету) пакетного выключателя. Они изготавливаются 2-х и 3-х полюсного исполнения из унифицированных контактных пакетов поворотного действия, при этом привод ускоряется пружинными ускорителями позволяющий произвести практически моментальный разрыв цепи до 0.02-0.04 сек, независимо от скорости поворота ключа. Наибольшее применение получили выключатели ПВМ, ГПВМ. Чаще всего они устанавливаются комплектно с предохранителями на вторичных распределительных щитах, не несущих двигательные нагрузки, например: осветительную сеть. Пакетные выключатели выпускают на токи от 6 до 100 А. Практически неограниченную возможность набора пакета позволяет выполнить одновременно коммутацию нескольких питающих линий (чаще всего на два положения: “ включено” -”отключено”). Внутренняя часть пакета выполнена из газогенерирующего материала. Чаще всего это карболит.

4. Универсальные переключатели типа УП, КФ, ПМ выполнены аналогично пакетникам, но предназначены для двух и более положений ключа. В первом случае – с самовозвратом, во втором случае имеют место несколько фиксированных положений, поэтому и обеспечивается требуемая последовательность коммутации. Так, переключатели УП применяются до 20 А при напряжении 220 В. В марку обычно входят цифры, означающие количество пакетов, а иногда и количество контактов. Переключатели типа ПМ (малогабаритные) рассчитаны на токи до 6 А. Наибольшее применение они получили в качестве командоаппаратов в магнитных станциях, и в схемах управления АД в маломощных сетях. Переключатели КМ (с фиксацией положений) применяются аналогично ключам типа УП, и обычно выполняются многопозиционными.

5. Кнопки выключения – простейшие контактные аппараты косвенного действия с ручным приводом, предназначенные для коммутации ключей управления и сигнализации, выполняется с самовозвратом и без самовозврата.

6. Путевые выключатели – это командоаппараты, изменяющие свое электрическое состояние в зависимости от положения каких-либо переключающих частей. На судах чаще всего используется так называемые конечные выключатели, срабатывающие при достижении конечных положений перемещающихся устройств, например: предельный угол поворота стрелы крана.

7. Реле управления – это автоматически действующее коммутационное устройство, предназначенное для дискретных скачкообразно меняющихся электрических величин. В зависимости от характера воздействия величин различают реле напряжения, тока, частоты, мощности, а так же давления, температуры и др.

По функциональному значению различают измерительные и логические реле. Первые срабатывают с определенной точностью при заранее заданном значении воздействующей величины. Логическое реле используют для коммутации цепей при дискретном изменении воздействующей величины.

По принципу действия различают следующие реле управления:

- Электромагнитное реле (чаще всего используется).

- Ферромагнитное реле.

- Мембранные, температурные и другие неэлектрические.

По роду тока: постоянного, переменного, универсальные.

По времени срабатывания существуют два типа: с выдержкой времени и без выдержки времени. В реле с выдержкой времени используются различные типы замедлителей. При малых выдержках времени часто используются электромагнитные замедлители (на сердечник катушки надевают медные кольца). Так же нашли применение механические замедлители, гидравлические и пневматические.

Электромагнитные чаще всего представляют набор электромагнитных колец или гильзу, которая надевается на сердечник в реле постоянного тока. Наличие такой гильзы приводит к уменьшению магнитного потока в магнитопроводе, который в свою очередь является причиной возникновения э.д.с. в гильзе, причем направление этой э.д.с. противоположно направлению э.д.с. в катушке. В свою очередь э.д.с. вызывает свою м.д.с. в магнитопроводе, обратного направления по отношению к основной, и в результате при отключенном реле отпускание якоря происходит позже, пока будет поддерживаться этот магнитный поток. Время выдержки при этом составляет 0.5-1 сек.

В реле переменного тока большее применение получили механические замедлители, используемые как промезжуточное звено между якорем и контактной системой. Для задания очень большой выдержки времени иногда используют двигательные замедлители, чаще всего когда коммутация цепей происходит по заданной программе. В этом случае двигатель работает через редуктор, на валу которого находится барабан с кулачками, каждый из которых воздействуют на свою контактную систему в определенном положении барабана.

8. Контакторы – это двухпозиционные электрические аппараты прямого действия, предназначенные для частых коммутаций в силовых электрических сетях. Его основными элементами являются, см. рис. 79: 14- неподвижный магнитопровод; 9- якорь; 15- катушка управления; подвижный 7 и неподвижный 2 контакты, регулировочная пружина 8, дугогасительная катушка 5, отключающая пружина 11, катушка магнитного дутья 16, кнопка пуск SВ1 и останов SВ2.

Принцип действия заключается в том, что контактор подает питание на мотор М, при нажатии на кнопку SВ1. При снятии питания с катушки контактор возвращается в исходное положение. По принципу действия он идентичен реле минимального напряжения которое возвращается в исходное положение при исчезновении напряжения или его снижении ниже заданного порога.

9. Магнитные пускатели и магнитные станции. МП – это устройство, содержащее комплект элементов управления работой асинхронных двигателей. Различают обычный и реверсивный магнитный пускатель. В реверсивных пускателях имеется две катушки и две цепи управления, каждая из которых обеспечивает включение КМ1 с заданным порядком чередования фаз. МС – это устройство содержащее два или более МП

10. Предохранители. В отличие от рассмотренных выше электрических аппаратов многократного действия выполняющую функцию коммутации, широкое применение на судах имеют предохранители, функция которых заключается в защите электрооборудования от к.з., и иногда от перегрузок.

Основными параметрами предохранителей являются:

- номинальный ток плавкой вставки, при котором предохранитель может длительно находиться в эксплуатации с сохранением своей функции;

- ток отключения, при котором происходит разрушение плавкой вставки;

В зависимости от материала плавкой вставки, ток отключения составляет (1.25-1.45)Iн для цинковых вставок, (1.1-1.6)Iн – для серебренных, и (1.6-2.0)Iн для медных вставок.

По своей конструкции предохранители делятся на пробочные и трубчатые (рис.78). Конструкция предохранителей ПР-2 представлена на рис.77. В зависимости от значений номинального тока плавкая вставка может быть выполнена проводником эталонного (комбинированного) сечения, как правило круглого, диаметр которого определяется значением номинального тока. Такие вставки используются при малых значениях рабочего тока.

При больших значениях рабочего тока (более 10 А), плавкая вставка выполняется рельефной, из двух или трех сегментов. Плавкие вставки круглого сечения для обеспечения стабильности тока отключения выполняются с наплавленным на проводник шариком из легкоплавкого металла – олова.

Поскольку медные и серебренные вставки по отношению к цинковым являются более тугоплавкими, то наплавляются вставки из катализатора.

По быстродействию предохранители делятся на нормальные, быстродействующие и инерционные. На судах наибольшее применение получили трубчатые предохранители типа ТР-2 с напряжением 220 и 500 В.

Габариты предохранителей стандартизированы и разделены на 6 групп по значению номинального тока: до 15 А, до 60 А, до 100 А, до 350 А, до 600 А, до 1000 А.

Габариты пробковых предохранителей также стандартизированы на 3 группы, но на судах применяются только две: до 50 А, до 100 А.

Правила Регистра допускают применение предохранителей только в неответственных цепях, поэтому в ответственных и особо ответственных приемники не могут быть обеспечены такой защитой.