Исследование автоматического выключателя

4.1. Цель работы.

4.1.1. Изучить устройство, конструкции и принцип действия автоматических выключателей, применяемых в системах электроснабжения и в электроприводах.

4.2. Основные теоретические сведения.

Автоматический воздушный выключатель (автомат) - аппарат, предназначенный для автоматического размыкания электрических цепей.

Как правило, автоматические выключатели выполняют функции за-

щиты при коротких замыканиях, перегрузках, снижении или исчезновении напряжения, изменения направления передачи мощности или тока и

т.п.

Независимо от назначения, автоматы состоят из следующих основных узлов:

а) контактной системы;

б) дугогасительной системы;

в) привода;

г) механизма свободного расцепления расцепителей;

д) коммутатора с блок-контактами.

Контактная система автоматов должна находиться под током не

отключаясь весьма длительное время и быть способной выключать большие токи короткого замыкания. Широкое распространение получи-

ли двухступенчатые (главные и дугогасительные) и трехступенчатые

(главные, промежуточные и дугогасительные) контактные системы.

Дугогасительная система должна обеспечивать гашение дуги

больших токов короткого замыкания в ограниченном объеме пространства. Задача дугогасительного устройства заключается в том, чтобы

ограничить размеры дуги и обеспечить ее гашение в малом объеме. Распространение получили камеры с широкими щелями и камеры с дугогасительными решетками.

Привод в автомате служит для включения автомата по команде

оператора.

Отключение автоматов осуществляется отключающими пружинами.

Механизм свободного расцепления предназначен:

а) исключить возможность удерживать контакты автомата во

включенном положении (рукояткой, дистанционным приводом) при наличии ненормального режима работы защищаемой цепи;

б) обеспечить моментальное отключение, т.е. не зависящую от

операторов, рода и массы привода скорость расхождения контактов.

Механизм представляет собой систему шарнирно-связанных рычагов, соединяющих привод включения с системой подвижных контактов, которые связаны с отключающей пружиной. Механизм свободного расцепления позволяет автомату отключаться в любой момент времени, в том числе и в процессе включения, когда включающая сила воздействует на подвижную систему автомата.

При отключении автомата первыми размыкаются главные контакты и весь ток перейдет в параллельную цепь дугогасительных контактов с накладками из дугостойкого материала. На главных контактах дуга не должна возникать, чтобы они не обгорели. Дугогасительные контакты размыкаются, когда главные контакты расходятся на значительное расстояние. На них возникает электрическая дуга, кото-

рая выдувается вверх и гасится в дугогасительной камере.

Расцепители - элементы, контролирующие заданный параметр цепи и воздействующие через механизм свободного расцепления на отключение автомата при отклонении заданного параметра за установленные пределы.

В зависимости от выполняемых функций защиты расцепители бывают:

а) токовые максимальные мгновенного или замедленного действия;

б) напряжения - минимальное, для отключения автомата при снижении напряжения ниже определенного уровня;

в) обратного тока - срабатывает при изменении направления тока;

г) тепловые - работают в зависимости от величины тока и времени его протекания (применяются обычно для защиты от перегрузок)

д) комбинированные - срабатывают при сочетании ряда факторов.

Блок-контакты служат для производства переключения в цепях

Управления блокировки, сигнализации в зависимости от коммутационного положения автомата.

Блок-контакты выполняются нормально открытыми (замыкающие) и

нормально закрытыми (размыкающие).

Номинальный ток, защищающего от перегрузки электромагнитного

теплового или комбинированного расцепителя автоматов Iн.з. выбирается по длительному расчетному току линии Iн.з. = Iдл.; ток срабатывания (отсечки) электромагнитного расцепителя Iср. определяется из соотношения:

Iср. = 1,25Iкр.,

где Iкр. - максимальный кратковременный ток линии, который при ответвлении к одиночному электродвигателю равен его пусковому току. Коэффициент 1,25 учитывает неточность в определении максимального кратковременного тока линии и разброс характеристик расцепителей.

Автоматические выключатели серии А3700 рассчитаны на напряжение до 440В постоянного тока и до 660В переменного тока и номинальную силу тока 160, 250, 400 и 630А. Уставки токов срабатывания выключателей составляют десятикратную величину их номинальных токов. Серийно изготовляются также автоматические выключатели типов АЕ2000 на номинальный ток до 100А; АК63 на номинальный ток до 63А; А63 на номинальный ток до 25А и т.п.

4.3. План работы.

4.3.1. Для исследования свойств автоматического выключателя

А63-М необходимо собрать схему рис. 4.1.

Рис. 4.1.

Особенность этого автомата состоит в том, что он не имеет теплового расцепителя, а только расцепитель максимального тока.

4.3.2. Включить ЛАТР и плавно увеличивая ток нагрузки через

автомат, добиться срабатывания максимальной защиты. Зафиксировать

показания амперметра. Затем вернуть регулятор ЛАТРа в положение

MIN и установить рычаг выключателя в положение "0". Далее вновь

включить автомат и повторить опыт несколько раз. Показания прибора А1 занести в таблицу 4.1.

ВНИМАНИЕ! НЕ ДОПУСКАТЬ ДЛИТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ АВТОМАТА В РЕЖИМЕ ПЕРЕГРУЗКИ, БЛИЗКИХ К ТОКУ СРАБАТЫВАНИЯ. ПОСЛЕ КАЖДОГО СРАБАТЫВАНИЯ ДЕЛАТЬ ПАУЗУ 5-мин ДЛЯ ОСТЫВАНИЯ КАТУШКИ РАСЦЕПИТЕЛЯ!

Результаты опыта

Таблица 4.1.