Автоматических воздушных выключателей

Автоматические воздушные выключатели (автоматы) относятся к коммутационно-защитной аппаратуре, предназначенной для осуществления автоматической защиты электрических цепей от перегрузок, токов короткого замыка­ния и других ненормальных режимом, а также нечастой коммутации цепей.

В зависимости от конструкции и назначения автоматические воздушные выключатели разделяются на универсальные, установочные и специальные.

Универсальные автоматы устанавливают на ГЭРЩ, они обеспечивают размыкание электрических цепей при любых неисправностях и рассчитаны на большую силу тока до 10000 А при напряжении постоянного тока 440 В, переменного тока 500 В.

Установочные автоматы рассчитаны на меньшие токи, чем универсальные. Их устанавливают на ЭРЩ для защиты электрической цепи от токов перегруз­ки и короткого замыкания. Специальные автоматы обеспечивают один какой-либо вид защиты электрической цепи, рассчитаны на большие мощности и быстродействие.

Автомат любого типа состоит из следующих основных частей: контактной системы с дугогашением, механизма свободного расцепления, привода автомата, расцепителей и коммутатора.

Контактная система осуществляет коммутацию электрических цепей. Изготовляется одно-, двух и трехступенчатой. Одноступенчатая система имеет только главные контакты, двухступенчатая – главные и дугогасительные кон­такты, трехступенчатая – главные, предварительные и дугогасительные. При включении автомата с трехступенчатой контактной системой замыкаются сна­чала дугогасительные, затем предварительные и, наконец, главные контакты. При отключении автомата размыкание контактов происходит в обратной последовательности. Это обеспечивает меньшее подгорание главных контактов. Для гашения дуги устанавливаются камеры с дугогасительными ре­шетками из стальных пластин.

Механизм свободного расцепления обеспечивает автоматическое отключение автомата при ненормальных режимах защищаемой цепи. На рис. 2.26 показан принцип действия механизма свободного расцепления. При срабатыва­нии автомата расцепитель 4 ударяет своим стержнем по «ломающимся» рыча­гам. Подвижный контакт 1 под действием отключающей пружины 2 отбрасыва­ется, что приводит к отключению автомата.

Привод автомата служит для его включения. Ручной привод бывает рычажным или маховичным. Электромагнитный и электромеханический приводы служат для дистанционного включения автомата.

Расцепители – это устройства, которые реагируют на изменение параме­тра защищаемой цепи и, воздействуя на механизм свободного расцепления, отключают автомат при ненормальном режиме. В зависимости от параметра электрической цепи, на который реагируют расцепители, они подразделяются на три вида: максимальные – для защиты от токов короткого замыкания и перегрузок; минимальные – для защиты от понижения

Рис. 2.26 Принцип действия механизма свободного расцепления.

напряжения ниже нормы; независимые – для дистанционного отключения автомата. На рис.2.27 изображе­ны принципиальные схемы автоматов с максимальной токовой защитой (а) и минимальной, или нулевой, защитой (б).

 

Рис. 2.27 Принципиальная схема автомата

 

Автоматы, срабатывающие при токах короткого замыкания без выдержки времени, называются установочными (неселективными). Автоматы, срабатывающие с выдержкой времени при отключении токов короткого замыкания, называются селективными.

Расцепители в автоматах контролируют величину соответствующего параметра защищаемой цепи и дают сигнал на отключение автомата, когда эта величина достигнет заданного значения, называемого уставкой.

Установочные автоматы комплектуются следующими видами расцепителей:

а) электром аг нитными, срабатывающими при токах, превышающих номи­нальный ток уставки в 2 – 20 раз (защита от токов короткого замыкания);

б) тепловыми, срабатывающими при токах, составляющих 1,25 – 1,8 номинального тока расцепителя (защита от перегрузки);

в) комбинированными, состоящими из электромагнитных и тепловых элементов.

Расцепители установочных автоматов не имеют приспособлений для регулирования тока срабатывания в эксплуатации. К установочным автоматам относятся: автоматы серии A3100, А3100Р, А3300, А3500, АК50 и др. Только ав­томаты установочные серии А3500 имеют простейший воздушно-пневматиче­ский замедлитель, обеспечивающий некоторую выдержку времени.

Установочные автоматы можно подразделить следующим образом:

 

· по роду тока и напряжению - переменного тока до 500 В, с частотой 50Гц; постоянного тока до 220 В;

· по числу полюсов – двухполюсные, трехполюсные (могут быть двухполюсные в габаритах трехполюсных);

· по роду расцепителей – с электромагнитным (максимальным) расцепителем (защита от токов КЗ) и с комбинированным расце­пителем (защита от токов перегрузки и токов КЗ) 14-ти типов на токи 15 – 600 А.

 

Уставка по току КЗ составляет (7 – 14) I_нoм на переменном токе и (5 – 7) I_нoм на постоянном токе. Тепловые расцепители имеют обратнозависимую от тока пе­регрузки выдержку времени. При токе 1,5 I_нoм время отключения автомата сос­тавляет 1,5 – 2 часа, предельная коммутационная способность – от 4,5 до 50 кА при косинусе 0,5. Срок службы 5 лет.

4. По величине (габариту) – I и II вел. – до 100 А, III – до 200 А, IV – до 600 А.

5. По присоединению проводов – с передним и задним присоединением.

Время остывания теплового элемента для возможности повторного включения не превышает 1 – 4 мин в зависимости от величины автомата.

Полное время отключения автоматом короткого замыкания в сети не более 0,06 с.

Примеры условного обозначения установочных автоматов:

А3124Р – А31 – серия, 2 – величина автомата (от 1 до 4), 4 – три полюса (2 – два полюса, 3 – двухполюсный в габарите 3-х полюсного), Р – ре­гистровый (судовой).

А3312 - АЗЗ – серия, 1 – величина, 2 – двухполюсной.

При заказе автомата необходимо указывать напряжение, род тока, величи­ну номинального тока привода.

Автоматические выключатели серии АК50 рассчитаны на переменный ток напряжением 400 В (50 или 400 Гц) и постоянный – напряжением

до 320 В.

Примеры условных обозначений автоматов АК50:

АК50-ЗМ - АК50 – серия, 3 - три полюса (могут быть на два полюса-2), М – электромагнитный расцепитель, обеспечивающий защиту от токов КЗ (максимальный расцепитель).

АК50-ЗМГ - МГ – электромагнитный расцепитель с гидравлическим замедли­телем, обеспечивающим защиту от токов КЗ и перегрузки.

Расцепители выполняются на токи 0,6 – 50 А. Уставка на ток мгновенного срабатывания 5, 10 и 12 I_нр. Расцепители с замедлителем срабатывают при токе 1,35 I_нр за время не более 30 с, при токе 6 I_нр – за время 3 – 20 с, а при токе мгно­венного срабатывания за время не более 0,04 с. Повторное включение после срабатывания возможно через 90 с. после отключения перегрузки и сразу после отключения ТКЗ. Предельная коммутационная способность составляет 9 кА при напряжении 400 В (50 Гц) и cosφ = 0,4. Срок службы 10 – 12 тыс. часов.

Автомат (рис. 2.28) состоит из механизма управления 2, дугогасительного устройства 3, расцепителя максимального тока 4, выходных зажимов 5, дна 7. Все узлы автомата крепятся в пластмассовом корпусе 6 и закрываются крыш­кой 1 из стеклотекстолита. Автоматы брызгозащищенного исполнения имеют дополнительную оболочку. Автоматы серии АП50 выпускаются также двух и трехполюсными, изготовляются на номинальное напряжение переменного тока до 500 В и постоянного тока до 220 В, номинальный ток расцепителя 1,6 – 50 А.

Рис. 2.28. Элементы автомата типа АК5О