А - со стальными пластинами, б - с изоляционными пластинами.

1 - неподвижный контакт, 2 - пластины решетки, 3 - подвижный контакт.

Лабораторная работа №4

Изучение автоматического выключателя

Цель работы

Целью работы является изучение назначения технических характеристик, принципов действия и конструкции автоматического выключателя, а также схемы его использования.

Общие сведения

Защита электрических установок и цепей от токов короткого замыкания, длительных перегрузок, а также от работы на пониженном напряжении успешно осуществляется автоматическими воздушными выключателями (автоматами). Автоматы одновременно выполняют роль вводных выключателей. Для этого они имеют рукоятку ручного управления.

В зависимости от назначения и требуемых параметров автоматические выключатели различают по мощности (току), числу полюсов (одно-, двух- и трехполюсные), исполнению защитных расцепителей, быстродействию и конструктивному исполнению. Наибольшее применение в последнее время находят автоматы серии A3700 и АЕ 2000М.

Принцип работы автоматического выключателя состоит в следующем. Ручное включение и отключение автомата производится с помощью рукоятки. Чтобы включить автомат, надо привести его пружину во взведенное состояние, для чего рукоятка перемещается вниз. Автомат окажется готовым к включению. Рукоятка переводится вверх, и подвижный контакт замыкается с неподвижным контактом.

Автоматическое отключение автомата происходит при срабатывании расцепителей. При токах перегрузки срабатывает тепловой биметаллический расцепитель. Свободный конец биметаллической пластины перемещается, и через систему рычагов размыкаются контакты автомата, т.е. онотключается. Аналогично происходит автоматическое отключение и при срабатывании максимального электромагнитного расцепителя. Ток короткого замыкания вызывает притягивание якоря расцепителя и через ту же систему рычагов обеспечивается размыкание контактов автомата. Автоматы могут снабжаться расцепителями минимального напряжения, отключающими автомат при падении напряжения в сети ниже допустимого значения. Ручное отключение автомата происходит при перемещении рукоятки вниз. При этом также система рычагов обеспечивает размыкание контактов.

Во всех случаях при размыкании контакта автомата между ними может возникнуть электрическая дуга, которая гасится в дугогасительной решетке. Повышение давления внутри закрытого объема, образованного изоляционным основанием и крышкой, также способствует гашению дуги.

Электромагнитный расцепитель максимального тока срабатывает практически мгновенно при достижении тока отсечки (обычно отсечка происходит при десяти - двенадцати кратном превышении номинального тока). Что касается времени срабатывания автоматов при перегрузках, меньших тока отсечки, то оно определяется амперсекундной характеристикой, которая в общем случае имеет гиперболический характер.

Защитной характеристикой автомата называется зависимость полного времени от момента возникновения тока до момента срабатывания расцепителя, от величины тока, протекающего через расцепитель, или кратности этого тока номинальному току расцепителя.

В качестве примера на рисунке 6 приведена средняя характеристика автомата типа А3120 с комбинированным расцепителем.

Рисунок 6 - Защитная характеристика автомата A3120

с комбинированным расцепителем 50А, 380 В

При перегрузках срабатывает тепловой расцепитель (криваяа). При токе, большем происходит срабатывание электромагнитного расцепителя без выдержки времени. Практически возможен некоторый разброс уставок электромагнитного расцепителя (заштрихованная область б). Полное время отключения автомата при срабатывании электромагнитного расцепителя составляет около 0,015 сек. (линия г). Линия в определяет время, необходимое для удара якоря электромагнитного расцепителя по рейке порядка 0,005 сек., после чего отключение автомата происходит независимо от того, будет ли продолжаться протекание тока короткого замыкания.

Автоматы, расцепители которых имеют защитную характеристику, аналогичную приведенной на рисунке 6 (A3120, А2000Н, А15Н и др.), обеспечивают защиту как от коротких замыканий, так и от перегрузки.

Автоматы типов А2000Б, A15С имеют защитные характеристики, обеспечивающие защиту сети как от коротких замыканий, так и от перегрузки, но вместе с тем они имеют существенное преимущество, так как в них предусмотрена регулировка выдержкивремени срабатывания электромагнитных расцепителей (линия г на рисунке 6). Эта выдержка времени может регулироваться в пределах 0,25—0,6 сек.

Лабораторная работа №6