Времятоковая характеристика предохранителя

Времятоковая (защитная) характеристикапредохранителя представляет собой зависимость времени t_пл плавления вставки от протекающего через нее тока I. На рис.7.12б приведены времятоковые характеристики 1 и 2 двух плавких вставок на различные номинальные токи I_ном1<I_ном2. Каждая кривая имеет вертикальную асимптоту, соответствующую минимальному плавящему току, при котором t_пл → ∞. При одном и том же токе перегрузки I_пер время плавления (τ₁) вставки 1 меньше времени плавления (τ₂) вставки 2.

В месте расплава вставки появляется электрическая дуга. Поэтому для локализации и быстрого гашения дуги плавкую вставку помещают в стеклянный или фарфоровый корпус, и заполняют его кварцевым песком. Электрическая дуга, возникшая в среде песка, разбивается на множество мелких дуг и быстро гаснет.

Ток, на который рассчитана плавкая вставка для длительной работы, называют номинальным током плавкой вставкиI_Нвс. Ток, на который рассчитаны токоведущие и контактные части предохранителя, называют номинальным током предохранителя (I_Нпр) .

Кроме времятоковой характеристики плавкой вставки, предохранитель характеризуется предельной разрывной способностью, т.е. наибольшим значением тока короткого замыкания, при котором гарантируется надежность работы предохранителя. Чем выше разрывная способность, тем лучше качество предохранителя.

Разновидности плавких вставок

Для повышения чувствительности к плавящему току плавкие вставки изготавливают фигурной формы, как на рис. 5.11а. Током перегрузки I>I_Нвс фигурная вставка нагреваются в большей степени в узких местах. В этих местах вставка перегорает (расплавляется) от тока перегрузки или от тока короткого замыкания. Большие токи короткого замыкания могут вызывать электродинамические силы, под действием которых плавкая вставка разрывается в узких местах, не успев нагреться до температуры плавления.

Фигурные плавкие вставки в большинстве исполнений изготавливают из цинка в виде пластин, имеющих от одного до четырех сужений. Применение цинка, стойкого против коррозии, и придание вставке фигурной формы позволяют получить необходимую времятоковую характеристику стабильную во времени.

Снижение температуры, при которой вставка перегорает, достигается путем использования так называемого металлургического эффекта. Он заключается в том, что многие легкоплавкие металлы (олово, свинец и др.) в расплавленном состоянии растворяют некоторые тугоплавкие металлы (медь, латунь, серебро и др.). На тонкую диаметром до 1 мм медную проволоку наносится шарик из олова диаметром до 3 мм. При нагревании такой вставки предохранителя током перегрузки сначала плавится олово, имеющее низкую температуру плавления. Оловянные шарики растворяют медную проволоку в местах своего расположения. Возникшая в этих местах электрическая дуга расплавляет затем медную проволоку по всей длине.

Особенности выбора предохранителей

Отечественная промышленность выпускает несколько серий предохранителей, например, ПР-2, ПН-2, ПДС, ПД, ПК и др. Предохранители изготавливают также совмещенными с рубильниками для неавтоматического отключения цепей напряжением до 500 В и защиты от токов короткого замыкания и перегрузки. Тип этих аппаратов РПП 11, номинальный ток 80…250 А. Для защиты полупроводниковых установок от коротких замыканий используются быстродействующие предохранители типа ПП, ППД. Они предназначены только для защиты от токов короткого замыкания. Защита от перегрузок должна выполняться другими аппаратами.

При выборе предохранителя (плавкой вставки) необходимо учитывать наибольшее значение тока на данном участке электрической цепи, защищаемой предохранителем, и соблюсти условие I_Нпр ≥ I_Нвс . Если нагрузкой является электродвигатель, то следует учитывать пусковой ток этого двигателя или ток реверсирования. Для защиты асинхронного двигателя номинальный ток плавкой вставки принимают:

I_Нвс=(I_Ндв λ_i)/α ,

где I_Ндв - номинальный ток электродвигателя, λ_i - кратность пускового тока, которая принимается по каталогу для выбранного типоразмера асинхронного двигателя; α - коэффициент, учитывающий особенности пуска: α =2,5, если пуск кратковременный (не более 5 с); α =1,6…2,0, если условия пуска тяжелые (пуск под нагрузкой) и он продолжается до 15…20 с.

Если на защищаемом участке цепи имеется несколько двигателей, то плавкую вставку нужно выбирать из расчета пуска двигателя с наибольшим пусковым током при предварительном включении всех остальных двигателей и прочих нагрузок.

Глава 8

АППАРАТЫ РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ,

КОМАНДОАППАРАТЫ

Общие сведения

Командоаппаратами называют устройства преимущественно ручного управления, предназначенные для переключений в цепях управления электроаппаратами постоянного или переменного тока [3]. Замыкая и размыкая при помощи командоаппарата те или иные цепи, человек-оператор может дистанционно подать команду³⁰, например, на запуск или остановку электрической машины или на изменение режима ее работы. Команда несет информацию о задаче управления объектом.

Среди командоаппаратов выделяют:

• кнопки управления;

• универсальные переключатели и пакетные ключи;

• командоконтроллеры;

• путевые и конечные выключатели и переключатели.

Первые три выделенные группы командоаппаратов – это аппараты ручного управления (АРУ – см. п. 1.2). На вход АРУ поступает сигнал от человека, передаваемый импульсом мускульного усилия.

Путевые и конечные выключатели и переключатели приводятся в действие перемещающимся элементом какого-либо механизма. Сигнал аппарату поступает от механизма, в электроприводе, например, от элемента кинематической цепи.

На своем выходе командоаппарат формирует сигнал (код команды) с помощью коммутирующих контактов.

Место командоаппарата в системе «человек-машина»³² и структурная схема командоаппарата отображены на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Обобщенная схема взаимодействия командоаппарата с элементами человеко-машинной системы (а) и структурная схема командоаппарата (б)

Командо- аппарат

Электричес- кие цепи управления

RK1 RK2   RKN

F

ОрУ

МП

КС

а)

б)

Источники управляющих воздействий на командоаппарат

Кинемати- ческая цепь эл. привода

Человек- оператор

Механизм

В состав командоаппарата (рис. 8.1б) входят: контактная система (КС) с коммутирующими контактами, орган управления (ОрУ) и механическая передача (МП). Составные части (КС, ОрУ и МП) у разных командоаппаратов отличаются по конструкции. Особенности и характеристики этих частей рассмотрены в разделах 1, 2, 3.

Командоаппараты воздействуют на электрические цепи управления путем резкого изменения сопротивлений R_K1, R_K2,…, R_KN своих контактов, включенных в цепи. Количество N коммутирующих контактов в КС командоаппарата может быть от 1 до 24.

ОрУ командоаппарата ручного управления конструктивно приспособлен к восприятию мускульного усилия F человека и может занимать несколько фиксированных позиций (от одной у кнопки управления с самовозвратом до девяти у комадоконтроллера и более). Этим позициям могут быть приписаны какие-либо обозначения или номера, например, «Ручное управление», «Автоматическое управление»; «Вперед», «Назад»; «ВКЛ.», «ВЫКЛ.» и т.п. Исходной позиции, например, «ВЫКЛ» (выключено) часто присваивается номер 0, другой позиции «ВКЛ» (включено) присваивается 1 и т. п.

У командоаппарата с самовозвратом ОрУ после прекращения управляющего (мускульного) воздействия F на его входе возвращается в исходную позицию возвратной пружиной механической передачи, и коммутирующие контакты КС возвращаются в исходное состояние. Командоаппарат без самовозврата сохраняет положение органа управления и состояние коммутирующих контактов после прекращения воздействия F на входе. Например, кнопка управления в зависимости от конструкции приводного устройства может быть с самовозвратом (см. п. 6.2) или без самовозврата. В последнем случае включение и отключение производятся последовательными импульсами мускульных усилий.