Uređaj koji se sastoji od topljivog metalnog elementa u obliku tanke ploče ili žice i kućišta s kontaktnim uređajem naziva se osigurač. Dizajniran je za zaštitu električna kola od struja preopterećenja i kratkog spoja.

Dugotrajni protok struje je normalan način rada uloška osigurača. Ali kada se opterećenje poveća iznad nominalne vrijednosti ili dođe do kratkog spoja (I mreža > Ubacim), metal se zagrijava do temperature topljenja i, topljenjem, prekida strujni krug. Za razliku od osigurač je za jednokratnu upotrebu i mora se zamijeniti novim kada se aktivira.

Osigurači se izrađuju, najčešće od legure olova i bakra, sa kalajem, ali i sa drugim metalima. Bakarni umetci se kalajišu prije ugradnje kako bi se izbjegla oksidacija metala i pogoršanje njegovih provodnih svojstava. Imaju mali poprečni presjek jer imaju mali otpor. Prilično veliki broj osigurača je opremljen sredstvima za gašenje luka unutar svog kućišta (na primjer, vlaknasti ili kvarcni pijesak). Struja za koju se izračunava uložak osigurača naziva se nazivna struja uloška osigurača I umetka, za razliku od nazivnog osigurača I osigurača. , za koje su proračunati strujni dijelovi uređaja, kao i dijelovi za gašenje kontakta i luka.

Vrijeme sagorijevanja uloška osigurača ovisi o struji koja teče kroz njega, a ovisnost te struje o vremenu pregaranja t=f(I) naziva se zaštitna karakteristika. To je prikazano ispod:

Na slici su prikazane karakteristike dva različita osigurača 1 i 2. Oni imaju različite nazivne struje i, kao što vidimo iz grafikona, pri istoj struji preopterećenja uređaj 1 će pregorjeti brže od 2. Shodno tome, što je niža nazivna struja uređaja, brže će izgorjeti. Ovo svojstvo omogućava selektivnu zaštitu električnih kola.

By karakteristike dizajna Mogu se razlikovati cijevni i utični osigurači.

Cjevasti - izrađeni su zatvorenim kućištima od materijala koji stvara plin - vlakana; kada temperatura poraste, stvara se visoki tlak u cijevi, zbog čega se lanac puca. Osigurač tipa PR:

Gde: 1 – kontakti za zatvaranje, 2 – mesingani poklopci, 3 – mesingani prstenovi, 4 – topljivi umetak, 5 – fiber cev.

Takav uređaj se sastoji od uloška osigurača 4, koji je zatvoren u sklopivu cijev od vlakana 5, ojačanu krajnjim mesinganim prstenovima 2, koji zatvaraju kontakte 1.

Osigurači se koriste, po pravilu, u rasvjetnim instalacijama, za zaštitu potrošača u domaćinstvu (brojila električne energije), kao i za elektromotore male i srednje snage. Od cjevastih se razlikuju po načinu pričvršćivanja topljivog umetka.

Tu su i osigurači koji se samoresetuju. Suština njihovog rada je da kada se zagriju, naglo mijenjaju svoj otpor prema gore, što dovodi do prekida u krugu. Čim njihova temperatura padne na radnu temperaturu, otpor se smanjuje i krug se ponovo zatvara. Njihov dizajn se temelji na polimernim materijalima, koji imaju kristalnu rešetku pod normalnim temperaturnim uvjetima i oštro prelaze u amorfno stanje kada se zagrijavaju.

Takvi osigurači se široko koriste u digitalnoj tehnologiji (računari, Mobiteli, automatizovani sistemi upravljanja procesima). Zbog visoke cijene, obično se ne koriste u električnim krugovima. Vrlo su zgodne jer ne zahtijevaju zamjenu nakon pucanja lanca.

Dosta električara, kako bi se izbjeglo često izgaranje uložaka osigurača, pravi takozvane "bube" - umjesto posebne legure uloška osigurača, pričvršćuju običnu žicu malog presjeka. To ne treba činiti, jer vrijeme sagorijevanja legure i obične žice istog poprečnog presjeka može jako varirati, što može dovesti do strašnih posljedica. Stoga, ako vam se osigurači često pokvare, trebate utvrditi razlog njihovog isključenja, a ne pokušavati pojačati zaštitu ugradnjom „bugova“.

Dizajn i rad osigurača također možete pogledati ovdje:

Osigurač je električni element koji obavlja zaštitnu funkciju. Za razliku od prekidača, nakon svake operacije potrebno je zamijeniti dio prekidača. Uložak osigurača, koji pregorijeva kada je dozvoljena nazivna struja prekoračena, mora se odabrati uzimajući u obzir opterećenje mreže.

Princip rada i namena osigurača

Unutar uloška osigurača nalazi se provodnik od čistog metala (bakar, cink, itd.) ili legure (čelik). Zaštita strujnog kruga zasniva se na fizičkom svojstvu metala da se zagrije kada struja prođe. Mnoge legure također imaju pozitivan koeficijent toplinske otpornosti. Njegov efekat je sledeći:

• kada je struja ispod nazivne vrijednosti predviđene za provodnik, metal se zagrijava ravnomjerno, uspijevajući raspršiti toplinu i ne pregrijava se;
• previše struje dovodi do jakog zagrijavanja, a povećanje temperature metala uzrokuje povećanje njegovog otpora;
• Zbog povećanog otpora, provodnik se zagrijava još intenzivnije, a kada se prekorači tačka topljenja, uništava se.

Osiguranje umetka postavljenog u električni osigurač zasniva se na ovoj osobini. Ovisno o primjeni, oblik i poprečni presjek vodiča mogu biti različiti: od tanke žice u kućanskim i automobilskim aparatima do debelih ploča dizajniranih za struju od nekoliko tisuća ampera (A).

Kompaktni dio štiti električni krug od preopterećenja i kratkog spoja. Ako je dozvoljena struja za mrežu (tj. nazivna) struja prekoračena, umetak se uništava i strujno kolo se prekida. Njegov rad se može vratiti tek nakon zamjene elementa. Kada dođe do kvara na spojenoj opremi, osigurači će pregorjeti odmah nakon uključivanja neispravnog uređaja, što će omogućiti da se utvrdi uzrok. Ako se to desilo na mreži kratki spoj, zaštitni uređaj radi na isti način.

Konvencionalni grafički simbol na dijagramu

Prema Jedinstveni sistem projektna dokumentacija Rusije, na grafički dijagrami U električnim krugovima osigurači su označeni pravokutnikom s ravnom linijom koja prolazi unutar njega. Njegovi krajevi su povezani sa 2 dijela lanca prije i poslije zaštitni uređaj.

U dokumentaciji za uvezene uređaje možete pronaći i druge oznake:

• pravougaonik sa odvojenim dijelovima na krajevima (IEC standard);
• valovita linija (IEEE/ANSI).

Vrste i vrste osigurača

Za upotrebu u električnim krugovima različite vrste i sorte PP. Proizvodi proizvedeni u Rusiji razlikuju se po vrsti dizajna:

Koncept punoće povezan je s prisutnošću unutar određenih vrsta umetaka tvari koja gasi električni luk koji se javlja u trenutku kada provodnik izgori. Krug će se otvoriti tek nakon što nestane. Stoga, tikvice punjene PP sadrže kvarcni pijesak. Neispunjeni mogu ispuštati plinove koji gase luk. To se događa kada se materijal tijela umetka zagrije.

Osim tipova, postoje i različite vrste PP:

1. Mala struja se koristi kod male snage kućanskih aparata sa potrošnjom struje do 6 A. To su cilindrični umetci sa kontaktima na krajevima.
2. PCB na viljuškama se često ugrađuju u automobile. Ime je potrebno izgled: Kontakti su na jednoj strani kućišta i umetnuti su u konektore, kao utikač u utičnicu.
3. Utikači su uobičajeni električni utikači za brojilo u jednofaznim mrežama. Nazivna struja takvih umetaka je 63 A, dizajnirani su za istovremeno aktiviranje nekoliko kućanskih aparata. Pregoreni umetak u takvom osiguraču nalazi se unutar keramičkog kućišta s patronom; 1 kontakt ostaje vani, a drugi je spojen na kontakte utikača. Ako je opterećenje prekoračeno, dio izgara, potpuno isključujući struju u stanu. Napajanje se može obnoviti zamjenom uloška novim.
4. Struktura cjevastog PP-a podsjeća na umetak za utikače, ali se njegovo pričvršćivanje vrši između 2 kontakta. Tip takvog osigurača je nepunjen, a tijelo je napravljeno od vlakana, koje pri jakom zagrijavanju oslobađa plin.
5. Osigurači s oštricama dizajnirani su za trenutnu vrijednost od 100-1250 A i koriste se u mrežama gdje je potrebno veliko opterećenje (na primjer, pri povezivanju uređaja sa snažnim motorom).
6. Kvarc, punjen kvarcnim pijeskom, koristi se u mrežama napona do 36 kV.
7. Proizvode plin, sklopivi i nerastavljivi. Kada se vrste PSN i PVT spaljuju, dolazi do snažnog oslobađanja plina, praćenog pucanjem. PP se koristi za mreže napona 35-110 kV. Nazivna struja takvog PP je do 100A.

Ovisno o ukupnom opterećenju mreže, ugrađuju se različite vrste PP - snažnije se ugrađuju u posebne transformatorske kabine, mogu izdržati struju koja zadovoljava potrebe stambenog naselja ili poduzeća. One male snage ugrađuju se u brojila: štite pojedinačne stanove. Stari kućni aparati takođe mogu imati ugrađen PP (niskostrujni), ali moderni aparati retko sadrže ove elemente.

Odabir osigurača

Odabir osigurača se vrši uzimajući u obzir njihove nazivne vrijednosti, vremensko-strujne karakteristike i ukupno opterećenje mreže (ukupnu snagu svih radnih elemenata). Nazivna struja PP je ona koju osigurač može izdržati prije uništenja. Ova vrijednost je naznačena na njegovom tijelu (na primjer, oznaka 63 A za osigurače za kućanstvo od plute).

Vremensko-strujne karakteristike se izračunavaju pomoću posebnih grafikona. Moraju se uzeti u obzir samo pri spajanju elektromotora na mrežu, čija početna struja nekoliko puta prelazi radni napon. Kada se koristi nekoliko takvih uređaja (u poduzeću), izračunava se početni moment najmoćnijeg motora.

Ukupna (maksimalna) snaga opterećenja mreže je zbir svih radnih struja uređaja (naznačenih u uputama i na kućištu). Ako je elektromotor priključen na mrežu, tada se uzima u obzir i njegov početni moment, podijeljen s koeficijentom k = 2,5 (za lako pokretanje i kavezne rotore) ili 2-1,6 (za teško pokretanje ili fazno namotavanje rotori).

Kako ne biste gubili vrijeme na proračune, odaberite nazivnu struju uloška osigurača prema tabeli.

W	10	50	100	150	250	500	800	1000	1200	1600	2000	2500	3000	4000	6000	8000	10000
A	0,1	0,25	0,5	1	2	3	4	5	6	8	10	12	15	20	30	40	50

Prva linija (W) označava snagu uređaja naznačenu na njegovom tijelu, a druga (A) označava snagu osigurača. Za stambenu mrežu, morat ćete zbrojiti W vrijednosti svih kućanskih aparata i pronaći odgovarajući broj u tabeli.

Proračun promjera žice osigurača

Izrađuju se složeni proračuni kako bi se privremeno popravio izgorjeli umetak ako ga nije moguće zamijeniti. Da bi mreža bila zaštićena od preopterećenja, debljina žice koja se koristi za ugradnju "bube" mora odgovarati ocjeni uništenog umetka. Za mrežu gradskog stana, gdje je instaliran PP 63 A, možete koristiti bakrenu žicu promjera 0,9 mm.

Ako je potreban popravak drugog zaštitnog uređaja, tada morate odrediti ocjenu PP (navedenu na kućištu), a zatim utvrditi usklađenost postojeće bakrene žice:

• izmjeriti njegov prečnik;
• izrežite ovaj broj u kocku i uzmite kvadratni korijen vrijednosti;
• pomnožite dobijenu cifru sa 80.

Rezultat bi trebao biti približno jednak PP ocjeni navedenoj na kućištu.

Tijekom popravka, odabrana žica se namota oko kontakata izgorjelog umetka, povezujući ih. Bug se ubacuje u utičnicu na tijelu osigurača.

Ako se žica ponovo topi, to znači da je kvar u štićenom uređaju ili u mreži stana i moraju se popraviti. Ne možete koristiti deblju žicu, jer to može izazvati požar.

Provjera funkcionalnosti

Moderni automobilski osigurači ponekad imaju ugrađeni indikator pregorevanja. Kaže vlasniku da dio treba zamijeniti. U niskostrujnim PCB-ima, žica je vidljiva kroz prozirno tijelo. Ali dio softvera je neproziran i nema indikatore.

Ako je nemoguće vizualno odrediti prekid vodiča unutar PCB-a, tada se njegov učinak može odrediti multimetrom. Prije provjere osigurača pomoću testera, morate odabrati minimalnu vrijednost otpora (Ohm). Nanesite sonde testera na kontakte PP i odredite očitanja uređaja:

• ako je vrijednost otpora nula ili blizu 0, donosi se zaključak o operativnosti umetka;
• ako tester pokaže 1 ili znak beskonačnosti, onda je PP pregorio.

Ako tester ima zvučni uređaj, možete jednostavno zazvoniti osigurač primjenom sondi na kontakte. Škripa testera ukazuje na ispravnost elementa.

Osigurači se izrađuju od bakra, cinka, olova ili srebra.

Današnji najnapredniji osigurači daju prednost bakrenim umetcima s kalajnim rastvaračem. Umetci od cinka su takođe široko rasprostranjeni.

Bakarni umetci osigurača su najprikladniji, jednostavni i jeftini. Poboljšanje njihovih karakteristika postiže se spajanjem limene kugle

određenom mjestu, otprilike na sredini umetka. Takvi ulošci se koriste, na primjer, u spomenutoj seriji rasutih osigurača PN2. Kalaj se topi na temperaturi od 232°, znatno nižoj od tačke topljenja bakra, i rastvara bakar umetka na mestu kontakta sa njim. Luk koji se pojavljuje u ovom slučaju već topi cijeli umetak i gasi se. Strujni krug se isključuje.

Dakle, spajanje limene kuglice rezultira sljedećim.

Prvo, bakreni umetci počinju s vremenskim zakašnjenjem reagirati na tako mala preopterećenja, na koja uopće ne bi reagirali u nedostatku otapala. Na primjer, bakrena žica prečnika 0,25 mm sa rastvaračem se topi na temperaturi od 280° za 120 minuta.

Škola za električara: članci, savjeti, korisne informacije

Drugo, na istoj dovoljno visokoj temperaturi (tj. pod istim opterećenjem), umetci sa rastvaračem reaguju mnogo brže od umetaka bez rastvarača.

Na primjer, bakarna žica prečnika 0,25 mm bez rastvarača na prosječnoj temperaturi od 1.000° otopila se za 120 minuta, a ista žica, ali sa rastvaračem na prosječnoj temperaturi od samo 650°, otopila se za samo 4 minute. .

Upotreba otapala od kalaja omogućava pouzdane i jeftine bakrene umetke koji rade na relativno niskoj radnoj temperaturi, imaju relativno malu zapreminu i težinu metala (što pogoduje uklopnoj sposobnosti osigurača) i istovremeno imaju veću brzinu pri velikim preopterećenjima i reaguju s vremenskim kašnjenjem na relativno mala preopterećenja.

Cink se često koristi za izradu karika osigurača. Konkretno, takvi umetci se koriste u pomenutoj seriji PR-2 osigurača.

Cinkovi umetci su otporniji na koroziju. Stoga bi, unatoč relativno niskoj tački topljenja, za njih, općenito govoreći, bilo moguće dopustiti istu maksimalnu radnu temperaturu kao i za bakar (250°C) i dizajnerske umetke manjeg poprečnog presjeka. Međutim, električni otpor cinka je otprilike 3,4 puta veći od otpora bakra.

Da bi se održala ista temperatura, potrebno je smanjiti gubitke energije u njemu, shodno tome povećati njegov poprečni presjek. Ispada da je umetak mnogo masivniji. To, pod jednakim uvjetima, dovodi do smanjenja uklopnog kapaciteta osigurača. Osim toga, sa masivnim umetkom s temperaturom od 250°, ne bi bilo moguće održavati temperaturu kertridža i kontakata na prihvatljivom nivou unutar istih dimenzija.

Zbog svega toga potrebno je smanjiti maksimalnu temperaturu cink umetka na 200°, au tu svrhu još više povećati poprečni presjek umetka. Kao rezultat toga, osigurači s umetcima od cinka istih dimenzija imaju znatno manju otpornost na struje kratkog spoja od osigurača s bakrenim umetcima i limenim otapalima.

Škola za električara: članci, savjeti, korisne informacije

ELECTROSPETS

ELECTROSPETS

Materijal osigurača

Osigurači se izrađuju od bakra, cinka, olova ili srebra. Glavni tehnički podaci ovih materijala u smislu njihove primenljivosti za umetak osigurača dati su u tabeli. 1.

Tabela 1.

U današnjim najnaprednijim osiguračima prednost se daje bakrenim umetcima s otapalom kalaja. Umetci od cinka su također široko rasprostranjeni. Bakarni umetci osigurača su najprikladniji, jednostavni i jeftini. Poboljšanje njihovih karakteristika postiže se spajanjem limene kugle na određeno mjesto, otprilike na sredini umetka. Takvi ulošci se koriste, na primjer, u spomenutoj seriji rasutih osigurača PN2. Kalaj se topi na temperaturi od 232°C, znatno nižoj od tačke topljenja bakra, i rastvara bakar umetka na mestu kontakta sa njim. Luk koji se pojavljuje u ovom slučaju već topi cijeli umetak i gasi se. Strujni krug se isključuje.
Dakle, spajanje limene kuglice rezultira sljedećim.
Prvo, bakreni umetci počinju s vremenskim zakašnjenjem reagirati na tako mala preopterećenja, na koja uopće ne bi reagirali u nedostatku otapala. Na primjer, bakrena žica promjera 0,25 mm s otapalom se topi na temperaturi od 280 ° C za 120 minuta.
Drugo, na istoj dovoljno visokoj temperaturi (tj. pod istim opterećenjem), umetci sa rastvaračem reaguju mnogo brže od umetaka bez rastvarača. Na primjer, bakarna žica prečnika 0,25 mm bez rastvarača na prosječnoj temperaturi od 1000 °C otopila se za 120 minuta, a ista žica, ali s rastvaračem na prosječnoj temperaturi od samo 650 °C, rastopila se za samo 4 minute.
Upotreba otapala od kalaja omogućava pouzdane i jeftine bakrene umetke koji rade na relativno niskoj radnoj temperaturi, imaju relativno malu zapreminu i težinu metala (što pogoduje uklopnoj sposobnosti osigurača) i istovremeno imaju veću brzinu pri velikim preopterećenjima i reaguju s vremenskim kašnjenjem na relativno mala preopterećenja. Omjer Ip og:Iv za takve umetke je relativno mali (ne više od 1,45), što olakšava odabir provodnika zaštićenih ovakvim osiguračima od preopterećenja.
Cink se često koristi za izradu karika osigurača. Konkretno, takvi umetci se koriste u pomenutoj seriji PR2 osigurača. Cinkovi umetci su otporniji na koroziju. Stoga bi, unatoč relativno niskoj tački topljenja, za njih, općenito govoreći, bilo moguće dopustiti istu maksimalnu radnu temperaturu kao za (bakar 250°C) i dizajnirati umetke manjeg poprečnog presjeka. Međutim, električni otpor cinka je otprilike 3,4 puta veći od otpora bakra. Da bi se održala ista temperatura, potrebno je smanjiti gubitke energije u njemu, shodno tome povećati njegov poprečni presjek. Ispada da je umetak mnogo masivniji. To, pod jednakim uvjetima, dovodi do smanjenja uklopnog kapaciteta osigurača. Osim toga, sa masivnim umetkom s temperaturom od 250°C, ne bi bilo moguće održavati temperaturu kertridža i kontakata na prihvatljivom nivou u istim dimenzijama. Sve to čini neophodnim smanjenje maksimalne temperature cink umetka na 200°C, a samim tim i dodatno povećanje poprečnog presjeka umetka. Kao rezultat toga, osigurači s umetcima od cinka istih dimenzija imaju znatno manju otpornost na struje kratkog spoja od osigurača s bakrenim umetcima i limenim otapalima.
Kada postoji velika potreba, brojna preduzeća proizvode osigurače u vlastitim radionicama za popravku električne energije. Istovremeno, materijali od kojih su izrađeni elementi osigurača moraju biti pažljivo kalibrirani i najmanje 10% gotovih uložaka osigurača mora biti selektivno ispitano na minimalne i maksimalne struje.
Uzima se minimalna struja pri kojoj uložak osigurača ne bi trebao izgorjeti za manje od 1 sata. Obično je ta struja jednaka 1,3-1,5 njene nazivne struje, tj. Imin = (l.3-1.5)In.
Uzima se maksimalna struja pri kojoj osigurač mora izgorjeti za manje od 1 sata, obično je (l.6-2.l)In.
Proizvedeni umetci osigurača moraju ispunjavati zahtjeve relevantnih GOST-ova u pogledu kvaliteta, karakteristika i nazivnih struja.
Neprihvatljivo je koristiti domaće umetke, jer u najboljem slučaju štite instalaciju samo od struja kratkog spoja. Za pričvršćivanje cink osigurača potrebno je koristiti čeličnu podlošku povećanog promjera i opružnu podlošku. U nedostatku ovih podložaka, cink se postepeno istiskuje ispod kontaktnog vijka i slabi kontakt. Bakarni umetak se ne može ugraditi u PR držač osigurača bez kalajnog rastvarača, jer se pri visokoj temperaturi topljenja bakarnog umetka, fiber patrona brzo uništava.

Pregorele uloške osigurača treba zamijeniti rezervnim tvornički kalibriranim. Ako ih nema, mogu se privremeno zamijeniti unaprijed pripremljenim žicama dizajniranim za određenu struju. Prečnici i materijali žica dati su u tabeli 2.

Tabela 2.

Tijelo osigurača izrađeno je od specijalne keramike visoke čvrstoće (porculan, steatit ili korund-mulit keramika) kako bi se osigurala njihova visoka prekidna sposobnost. Neke strane kompanije (SAD, Japan) proizvode kućišta osigurača od fiberglasa impregniranog silikonskom smolom. Analiza cijevi od mehaničke smole potvrđuje da se mogu koristiti za izradu kućišta osigurača. Vlačna čvrstoća ovako proizvedenih kućišta veća je nego kod keramičkih kućišta slične veličine sa čeličnim krovovima. Glavni faktor koji sprečava upotrebu smola je njihovo starenje na povišenim temperaturama. Na tjelesnoj temperaturi koja ne prelazi 30 0 C, starenje se ne detektuje, ali na višim temperaturama mehanička i električna svojstva smola s vremenom se pogoršavaju. Zbog činjenice da je značajno pregrijavanje tijela osigurača moguće kako u nazivnom načinu rada (do 120 0 C) tako i u području strujnih preopterećenja, upotreba izolacijskih smola za izradu kućišta i drugih strukturnih elemenata osigurača će postaju mogući tek nakon stvaranja livnih smola sa dovoljno velikim termičkim otporom u različitim režimima rada osigurača.

Kompanija Fritz Driescher (Njemačka) proizvodila je osigurače sa sfernim tijelom od epoksidne smole, što je uvelike pojednostavilo masovnu proizvodnju osigurača. Za povećanje mehaničke čvrstoće, epoksidnoj smoli se dodaje vlaknasti materijal. Ovaj osigurač nema navojne veze. Ovi osigurači su vodootporni. Ali takvi osigurači su dizajnirani samo za prekid velikih struja kratkog spoja, budući da pri niskim strujnim preopterećenjima dolazi do neprihvatljivog pregrijavanja kućišta smole.

Za kućišta osigurača sa niskim nazivnim strujama obično se koristi specijalno staklo.

PROJEKTOVANJE OTOPLJIVIH ELEMENATA.

Sve vrste topljivih elemenata mogu se podijeliti u dvije grupe: poprečni presjek topivog elementa koji je konstantan po dužini i promjenjiv. Topljivi elementi konstantnog presjeka obično su izrađeni od žice, a taljivi elementi promjenjivog presjeka su obično izrađeni od metalne folije ili tankog metalnog filma.

Omjer poprečnog presjeka širokog dijela osigurača i poprečnog presjeka uske prevlake određuje vrstu zaštitne karakteristike. Na primjer, brzopuhajući osigurači obično koriste topljive elemente s omjerom većim od pet. Karakteristike za spore i normalno djelujuće osigurače dobivaju se s omjerom manjim od pet.

Elementi osigurača s konstantnim poprečnim presjekom obično imaju gustoću struje mnogo manju od one topljivih elemenata s promjenjivim poprečnim presjekom. Kada se aktiviraju, osigurači sa elementima osigurača konstantnog presjeka imaju velike vrijednosti struje topljenja i integrala topljenja, velike prenapone, ali trajanje gorenja luka i omjer maksimalne vrijednosti prenesene struje i struje topljenja u ovim osigurači su znatno manji.

S povećanjem nazivnog napona osigurača u topljivim elementima promjenjivog poprečnog presjeka, povećava se broj serijski povezanih uskih prevlaka, što je neophodno kako bi se prilikom rada osigurača na svakoj prevlaci upalio poseban luk. Kao rezultat povećanja broja uzastopno gorućih lukova, napon na osiguraču raste brže nego u slučajevima kada osigurač ima samo jednu usku prevlaku.

Stvaranje nekoliko relativno uskih paralelnih kanala za sagorevanje električnog luka poboljšava uslove za njegovo gašenje upotrebom više materijali za punjenje i smanjenje struje u svakom od paralelnih lukova, stoga se pri projektovanju topljivi elementi poželjno dijele na više paralelnih grana. Broj paralelnih grana ograničen je tehnološkim poteškoćama izrade uskih prevlaka malih dimenzija.

Temperatura topljivih elemenata u različitim režimima rada osigurača varira u značajnim granicama. Kao rezultat, dolazi do većeg ili manjeg izduženja topljivog elementa. Određene varijacije u veličinama kućišta osigurača također dovode do varijacije u dužinama elemenata osigurača od osigurača do osigurača, stoga je u elementima osigurača predviđeno nekoliko krivina duž dužine, kompenzirajući razliku u dužinama tijela i element osigurača kao rezultat utjecaja različitih faktora.

Kvaliteta osigurača u velikoj mjeri ovisi o vrijednostima prolaznih električnih otpora. Kao što su studije pokazale, ako je kontaktna veza elementa osigurača s kontaktima uloška osigurača loša, prijelazni otpor može doseći 50% električnog otpora elementa osigurača. Zbog toga se osigurači pregrijavaju u nominalnom režimu rada i smanjuje im se vijek trajanja. Osim toga, ako je kontaktna veza loša, reproducibilnost rezultata ispitivanja s jednog uzorka na drugi je smanjena. Svi topljivi elementi osigurača sa visokim nazivnim strujama se spajaju na kontaktne stezaljke zavarivanjem, osiguravajući dobra kvaliteta kontaktna veza. Za osigurače s niskim nazivnim strujama ponekad se koristi meko lemljenje, ali se češće koristi mehaničko presovanje. U demontažnim osiguračima, element osigurača je spojen na stezaljke uloška osigurača pomoću stezaljke.

DIZAJN INDIKATORA AKTIVACIJE OSIGURAČKIH LINKOVA

Topljivi elementi modernih osigurača nalaze se unutar neprozirnog kućišta, a stanje topljivog elementa se ne može vizualno utvrditi. Posebno je važno razumjeti stanje elementa osigurača za osigurače sa visokom strujom zbog značajnih poteškoća povezanih s ugradnjom i uklanjanjem osigurača. U tom smislu se primjenjuju razne vrste indikatori koji pokazuju da li je element osigurača pregorio.

Postoji veliki broj patenata na dizajn znakova. Najviše se koristi indikator aktiviranja, koji koristi isti princip kao i glavni topljivi element - topljenje pod utjecajem superstruje. Za stvaranje takvog indikatora, tanka metalna žica s dovoljnom mehaničkom vlačnom čvrstoćom električno je povezana paralelno s glavnim topljivim elementom. Kada prekomjerna struja teče kroz osigurač, glavni osigurač i indikatorska žica izgaraju. Žica indikatora okidača čvrsto je pričvršćena s jedne strane, a s druge je spojena na iglu, koja se pomoću opruge uvlači u posebnu rupu. Žica okidača je u kvarcnom pijesku. Njegova dužina je obično približno jednaka dužini elementa osigurača, što je neophodno za pouzdano gašenje luka pri nazivnom naponu osigurača.

Indikatori okidača ovog tipa proizvode se u dva tipa: autonomni - u obliku male uloške osigurača s elementom osigurača visokog otpora i punilom, ugrađenog u vlastito kućište izvan uloška osigurača i ugrađenog u tijelo osigurača -veza. Indikatori autonomnog okidanja se ponekad montiraju direktno na osigurač, a ponekad se ugrađuju potpuno odvojeno od osigurača, imaju samo električnu vezu s njim. Potonji je tipičan za osigurače kompanije English Electric (Velika Britanija).

Nakon što indikatorska žica pregori, oslobađa se opruga koja izbacuje iglu, ofarbanu u svijetlu boju i koja je vizualni pokazatelj da je osigurač pregorio. Ponekad igla služi i kao udarač, djelujući na pomoćne kontakte osigurača. Kao rezultat toga, signal da se osigurač aktivirao prenosi se na odgovarajuće kontrole.

Ovisno o omjeru električnih otpora i termofizičkih parametara glavnog topljivog elementa i indikatora, mogu se uočiti tri različita slučaja kada se osigurač aktivira:

1) početno topljenje glavnog topljivog elementa, sagorevanje luka na njemu. Aktivni otpor pokazivača shuntuje luk glavnog elementa osigurača, pomažući u smanjenju brzine porasta napona u procjepu i smanjenju vršnog napona;

2) početno topljenje pokazivačke žice, a zatim topljenje glavnog osigurača. Zbog činjenice da glavni topljivi element ima nizak aktivni otpor, on će premostiti prazninu nastalu nakon topljenja indikatorske žice i spriječiti da luk gori u indikatoru dugo vremena;

3) gotovo istovremeno topljenje glavnog topljivog elementa i žice okidača. Do paljenja luka na pokazivaču u nekim slučajevima može doći do kraja žarenja luka na glavnom topljivom elementu, au drugima će luk koji gori na pokazivaču prestati mnogo ranije nego u glavnom topljivom elementu

Nažalost, pokazivači ovog tipa su nestabilni. Pri niskim naponima i niskim strujnim preopterećenjima žica izgara na malom području. Ako se ovo područje nalazi na velika udaljenost od opruge i ako je gustina pakovanja pješčanog punila u tijelu indikatora velika, sile trenja žice na pješčanom punilu mogu premašiti elastičnu silu opruge i indikator rada možda neće raditi. Nedostatak ovih indikatora je i to što u slučaju slučajnog mehaničkog loma osigurača tokom procesa montaže ili iz nekog drugog razloga, indikator rada ne pokazuje stvarno stanje osigurača bez uključivanja napona.

Kao vizuelni indikatori rada koriste se i lampe sa pražnjenjem i LED diode povezane paralelno sa karikom osigurača. Ali cijena takvih indikatora odgovora je veća, a njihova operativna pouzdanost je niža od one kod gore opisanih indikatora rada.

CLOSED FUSES

Zatvoreni osigurači se obično izrađuju u obliku vlaknaste cijevi, zatvorene na krajevima mjedenim poklopcima. Unutar cijevi se nalaze topljivi umetci. Električni luk koji nastaje tokom sagorevanja umetka gori u zatvorenom volumenu. Kada luk gori, zidovi oslobađaju plin, pritisak u cijevi se povećava i luk se gasi.

Zatvoreni osigurači serije PR-2 (sklopivi) imaju nazivne struje od 100A do 1000 A, maksimalne preklopne struje na naponu od 380V i cosj³0,4 u rasponu od 6 kA do 20 kA. Umetci su uglavnom sa prevlakama.

OSIGURAČI SA PUNJENJEM (PUNJENJE)

Osigurači se stavljaju u medij fino zrnastog čvrstog punila (na primjer: kreda, kvarcni pijesak), koji se stavlja u porculansku ili plastičnu kutiju. Električni luk koji nastaje prilikom topljenja umetaka dolazi u bliski kontakt sa sitnim zrncima punila, intenzivno se hladi, dejonizira i stoga brzo gasi.

Osigurači serije PN-2 imaju nazivne struje od 100 A do 600 A, maksimalna struja prekidanja pri naponu od 500 V () je u rasponu od 25 kA do 50 kA. Serija PP31 za nazivne struje od 63 A do 1000 A, maksimalne struje isključivanja do 100 kA na naponu od 660 V.

U takvim osiguračima se koriste paralelni umetci, što omogućava da se dobije veća rashladna površina sa istim ukupnim poprečnim presjekom uložaka.

BLOOD FUSES

Karakteristike na sajtu b-c osiguran je normalnim umetkom povećanog poprečnog presjeka, a u području a-b drugi element.

IP serija za napon 30 V i struje od 5 A do 250 A.

TEČNI METAL– struja do 250 kA pri naponu 450 V naizmjenična struja. Osigurači rade više puta uz ograničenje velike struje. (Razmotrite sami uređaj; Chunikhin, str. 514-515).

BRZO DJELOVANJE ZA ZAŠTITU POLUVODIČKIH UREĐAJA. PP-57 za nazivne struje (40-800) A, PP-59 za nazivne struje (250-2000) A. Nazivni naponi su do 1250 V AC i 1050 V DC.

BLOK OSIGURAČA. Nazivna struja BPV do 350 A pri naizmjeničnom naponu do 550 V.

IZBOR OSIGURAČA

Osigurači birajte

1. prema uslovima puštanja u rad i dugotrajnom radu;

2. prema uslovu selektivnosti.

1 Tokom dugotrajnog rada, temperatura grijanja osigurača ne smije prelaziti dozvoljene vrijednosti. U ovom slučaju je osigurana stabilnost vremensko-strujnih karakteristika osigurača. Da bi se ispunio ovaj zahtjev, potrebno je da uložak i uložak osigurača budu odabrani za nazivnu struju jednaku ili malo veću od nazivne struje zaštićene instalacije.

Osigurač ne bi trebao isključiti instalaciju tijekom preopterećenja koja su u funkciji (na primjer, startna struja asinhroni motor sa kaveznim rotorom može dostići sedam puta veću od nazivne struje. Kako dolazi do ubrzanja, startna struja pada na vrijednost jednaku nazivnoj struji motora. Trajanje starta ovisi o prirodi opterećenja).

Za motore sa lakim startnim uslovima (motori pumpi, ventilatori, alatne mašine)

, one. Nazivna struja umetka se bira na osnovu početne struje opterećenja.

Za teške uslove pokretanja, kada se motor sporo okreće (pogon centrifuge, dizalice, drobilice) ili u intermitentnom režimu, kada se startovanja dešavaju sa velikom frekvencijom, umetci se biraju sa još većom marginom

Ako je osigurač u liniji koja napaja nekoliko motora, spoj osigurača se bira prema formuli:

gdje je izračunata nazivna struja linije, jednaka .

Razlika uzima se za motor sa najvećom vrijednošću.

Za transformatore za zavarivanje uvjeti odabira osigurača su sljedeći: ,gdje je PV trajanje uključivanja.

2 Izbor osigurača na osnovu uslova selektivnosti.

Između izvora energije i potrošača obično se ugrađuje nekoliko osigurača, koji bi trebalo što selektivnije isključiti oštećena područja.

Osigurač koji propušta veću nazivnu struju ima umetak većeg poprečnog presjeka od osigurača ugrađenog na jednom od potrošača.

U slučaju kratkog spoja, potrebno je da se kvar isključi osiguračem koji se nalazi na mjestu kvara. Svi ostali osigurači koji se nalaze bliže izvoru trebaju ostati u funkciji. Ova konzistentnost u radu osigurača naziva se selektivnost ili selektivnost.Da bi se osigurala selektivnost puno vrijeme rad () osigurača mora biti kraći od vremena potrebnog da se osigurač zagrije do temperature topljenja svog umetka, tj. t pl1 ³t p2. Da bi se osigurala selektivnost, najkraće stvarno vrijeme odziva osigurača (za višu struja) mora biti veća od maksimalnog vremena odziva osigurača (za nižu nazivnu struju ): , gdje je i vrijeme odziva osigurača za veće i niže nazivne struje koje odgovaraju nazivnoj karakteristici.

Zbog proizvodnih tolerancija, vrijeme odziva osigurača može odstupiti od nominalne vrijednosti za . Tada se gornja nejednakost može napisati u obliku .Množitelji od 0,5 i 1,5 uzimaju u obzir da se osigurač uzima sa negativnom tolerancijom vremena odziva, a osigurač sa pozitivnom tolerancijom. Kao rezultat, dobijamo neophodan uslov selektivnosti: , one. za selektivni rad, vrijeme odziva osigurača sa višom strujom treba biti 3 puta duže nego kod osigurača sa manjom strujom.Za osigurače istog tipa, za provjeru selektivnosti, dovoljno je provjeriti umetak sa nižom strujom. nazivna struja pri najvećoj struji.

Za različite vrste osigurača, selektivnost se provjerava u cijelom rasponu struja: od 3-faznog kratkog spoja na kraju zaštićenog dijela do nazivne struje uloška osigurača.

10 PREKIDAČA (PREKIDAČA)

Prekidači, u pravilu, namijenjeni su isključivanju oštećenog dijela mreže kada se u njemu pojavi hitni režim (kratki spoj, struja preopterećenja, nizak napon). Toplotni i elektrodinamički (u toku kratkog spoja) efekti povećane struje mogu dovesti do kvara električne opreme. U uslovima smanjenog napona, ako moment mehaničkog opterećenja na osovini ostane nepromenjen, povećana struja će takođe teći kroz motore koji rade.

Mašina, za razliku od kontaktora, ima jedinicu zaštitnih elemenata koja automatski detektuje pojavu abnormalnih stanja u mreži i daje signal za gašenje. Ako je kontaktor dizajniran samo za isključivanje struja preopterećenja koje dosežu nekoliko tisuća ampera, tada stroj mora isključiti struje kratkog spoja koje dosežu nekoliko desetina pa čak i stotina kiloampera. Osim toga, stroj rijetko isključuje strujni krug, dok je kontaktor namijenjen za često operativno prebacivanje nazivnih struja opterećenja.

Postoji nekoliko vrsta mašina: univerzalni(rad na jednosmernoj i naizmeničnoj struji), instalacija(namijenjeni za ugradnju u javno dostupnim prostorima i izrađuju se prema vrsti instalacionih proizvoda), brzog djelovanja DC and potiskivanje magnetnog polja moćni generatori.

Slika - Strukturni dijagram mašine

Slika prikazuje shematski dijagram dizajna univerzalne mašine u pojednostavljenom prikazu. Mašina prebacuje električni krug spojen na terminale A i B. U ovom položaju, mašina je isključena, a strujni krug je otvoren. Za uključivanje mašine potrebno je ručno rotirati ručku 3 u smjeru kazaljke na satu. Stvara se sila koja će pomjeranjem poluga 4 i 5 udesno rotirati glavni nosivi dio 6 mašine oko fiksne ose O u smjeru kazaljke na satu. Prvo se zatvaraju i uključuju kontakti za gašenje luka 8 i 10, a zatim i glavni kontakti 7 i 11 mašine. Nakon toga cijeli sistem ostaje u krajnjem desnom položaju, fiksiran posebnom rezom, i njome se drži (nije prikazano na slici).

Pokretna opruga 2 se puni kada se mašina uključi. Kada je data komanda za isključivanje, ona isključuje mašinu. Kada struja kratkog spoja teče kroz zavojnicu elektromagnetnog oslobađanja 1, na njegovoj armaturi se stvara elektromagnetska sila, pomičući poluge 4 i 5 prema gore izvan mrtve točke, uslijed čega se stroj automatski isključuje oprugom 2. U tom slučaju se kontakti otvaraju, a luk koji nastaje na njima se puše u komoru za gašenje luka 9 i u njoj se gasi.

Sistem poluga 4 i 5 obavlja funkcije slobodnog mehanizma za otpuštanje, koji u stvarnim mašinama ima složeniju strukturu. Mehanizam slobodnog otpuštanja omogućava da se mašina isključi u bilo kom trenutku, uključujući i tokom procesa prebacivanja, kada sila okretanja deluje na pokretni sistem mašine. Ako se poluge 4 i 5 pomaknu prema gore izvan mrtve tačke, tada je kruta veza između pogonskog i pokretnog sistema prekinuta. Mrtva točka odgovara položaju poluga kada se prave linije i spojne osi rotacije poklapaju u smjeru jedna s drugom. Mašina se odmah isključuje zbog dejstva povratne opruge 2, bez obzira da li sila okretanja deluje na pogonski sistem mašine ili ne.

Mehanizam slobodnog otpuštanja sprečava mogućnost uzastopnih ciklusa "isključeno-uključeno" mašine ("preskakanje mašine") kada je moguće uključiti zbog kratkog spoja koji postoji u strujnom kolu. Zamislimo da kada kontakti uključene mašine dođu u kontakt, struja kratkog spoja će proći kroz strujni krug. U ovom slučaju, maksimalno otpuštanje 1 će djelovati i pomicati poluge mehanizma za slobodno otpuštanje 4 i 5 gore izvan mrtve točke. Mašina će se isključiti i više se neće uključiti, jer je prekinuta mehanička veza između sile okretanja i pokretnog sistema mašine. Da nije postojao mehanizam za slobodno otpuštanje, tada bi se nakon automatskog isključivanja stroja odmah ponovo uključio pod utjecajem sile prekidača, koji do tada nije mogao biti uklonjen. Došlo bi do višestrukih gašenja i uključivanja mašine u režimu teškog kratkog spoja, koji se brzo prate jedno za drugim, što bi moglo dovesti do uništenja mašine.

Kada se mašina isključi, prvi se otvaraju glavni kontakti 7 i 11, a sva struja će ići u paralelni krug kontakata za gašenje luka 8 i 10 sa oblogama od materijala otpornog na luk. Na glavnim kontaktima ne bi trebalo da se pojavi luk kako ti kontakti ne bi izgoreli. Električni kontakti se otvaraju kada su glavni kontakti razdvojeni na značajnoj udaljenosti. Na njima se pojavljuje električni luk koji se diže prema gore i gasi u komori za gašenje luka 9.

Kada se mašina uključi, prvo se zatvaraju lučni kontakti, a zatim i glavni. Električni luk koji je moguć zbog vibracija kontakata nastaje i gasi se samo na kontaktima za gašenje luka.

Mašine velike brzine namijenjeni su za zaštitu instalacija jednosmjerne struje (transport, pretvarač). Njihova sopstveno vreme rad - delići milisekundi, konvencionalne automatske mašine - desetinke sekunde.

Brzo otvaranje kontakata kada dođe do nužde u mreži određuje karakterističnu osobinu ovih mašina. Otpor električnog luka koji se rano pojavljuje na kontaktima, spojenim serijski na isključeno kolo, ograničava struju kratkog spoja, sprječavajući da se poveća na stabilnu vrijednost. Brzina rada uređaja postiže se upotrebom polarizovanih elektromagnetnih uređaja u pogonu, uređaja za intenzivno gašenje luka, magnetnih sistema u kojima se promenljivi magnetni fluksovi ne zahvataju sa zatvorenim namotajima i prolaze kroz laminirani deo magnetnih kola (borba protiv usporavanja efekta vrtložne struje) itd., kao i maksimalno pojednostavljenje kinematičkog dijagrama uređaja i eliminisanje međukarika između mjernog elementa (otpuštanja) i kontakata.

AUTOMATSKA ISPUŠTANJA

Isključci u automatskim mašinama su merni elementi. Oni kontrolišu vrednost odgovarajućeg parametra zaštićenog kola i daju signal da se mašina isključi kada dostigne određenu vrednost, tzv. postavljanje(radna struja, radni napon, itd.). Izdanja pružaju mogućnost regulacije podešavanja u prilično širokim granicama. Ovo je neophodno za implementaciju selektivno(selektivna) zaštita električna mreža, u kojoj je mašina uključena.

Selektivnost zaštite postiže se prvenstveno zbog različitih vremena odziva prethodne i narednih faza zaštite. Razlika u vremenu odziva ovih faza se naziva korak selektivnosti u vremenu. Tu je i trenutni stepen selektivnosti.

U razgrananoj mreži, povećanje vremenskog kašnjenja od jednog stupnja zaštite do drugog može dovesti do neprihvatljivo velike vrijednosti ovog kašnjenja u posljednjim fazama zaštite. Produženi tok velike struje kratkog spoja (10 kA) može dovesti do neprihvatljivog zagrijavanja žica u krugu. Stoga je pri velikim strujama preporučljivo odmah isključiti prekidač (koji se nalazi blizu mjesta strujnog kola) pomoću strujnog prekidača.

Osim elektromagnetne struje, toplinsko oslobađanje može odgovoriti na vrijednost struje, čija je struktura slična termičkom releju. Ovo oslobađanje se ne koristi za zaštitu od struja kratkog spoja, jer stvara neprihvatljivo velika vremenska kašnjenja, ali omogućava da se dobiju duga kašnjenja neophodna u radnim uslovima za struje preopterećenja. Toplotna oslobađanja imaju nedostatke: njihove zaštitne karakteristike (ovisnost vremena odziva od struje) su nestabilne i mijenjaju se s temperaturom okoline; vrijeme potrebno da se okidač vrati u prvobitni položaj nakon okidanja je dugo.

Mašine također koriste podnaponske okidače, koje izdaju naredbu za isključivanje stroja kada napon padne ispod unaprijed određenog nivoa. Takva oslobađanja su obično izgrađena na elektromagnetnom principu. Kada napon padne ispod prethodno određenog nivoa, elektromagnetna sila je manja od sile povratne opruge. Armatura elektromagneta se oslobađa i, preko srednje veze (valjka), djeluje na zasun stroja, zbog čega se potonji isključuje.

Za razliku od elektromagnetnih poluvodičkih okidača, koji se široko koriste u U poslednje vreme, nemaju tako veliki broj pokretnih mehaničkih elemenata. Ali njihove glavne prednosti leže u poboljšanim karakteristikama performansi: široki rasponi regulacije struja i vremena odziva, što omogućava ujednačavanje proizvoda i proizvodnju manjeg asortimana proizvoda, finije i preciznije podešavanje vremena odziva pri visokim strujama kratkog spoja, itd. Merni elementi takvih okidača koriste strujne transformatore, a jedna od njihovih glavnih jedinica je jedinica vremenskog odlaganja. Oni također uključuju izlazni relej koji prenosi signal na elektromagnet za okidanje. Vremensko kašnjenje kod ovakvih oslobađanja postiže se upotrebom RC kola u upravljačkim krugovima tranzistora i upotrebom uređaja za magnetno skladištenje i beskontaktnih brojača impulsa.

KONTAKTNI UREĐAJI BEZ LUKA

AC krug se može isključiti bez stvaranja luka ako se kontakti otvore dovoljnom brzinom neposredno prije nego što struja pređe nulu. U ovom trenutku, elektromagnetna energija pohranjena u kolu približava se nuli.

Slika Polutalasna struja

Na slici je prikazan poluval naizmjenične struje. Ako tačka A odgovara trenutku otvaranja kontakata i formiranja luka, tada će luk u ovom poluperiodu gorjeti neko vrijeme. Za to vrijeme kroz njega će proći količina električne energije određena površinom, a energija oslobođena u luku će biti relativno velika. Kada se kontakti uređaja otvore neposredno prije nego što struja prođe kroz nulu (tačka B), u luku će se osloboditi znatno manje energije, jer će njegov vijek trajanja i trenutne vrijednosti struje biti znatno manje. Kada se kontakti uređaja raziđu prije nego što struja prođe kroz nulu, količina električne energije u fazi pražnjenja plina određena je površinom a stub luka nema vremena da akumulira značajnu rezervu toplotne energije u svom volumenu. Ova toplota se brzo raspršuje u blizini trenutnog prelaza nule, a snaga povratka međukontaktnog jaza poprima visoke vrednosti i brzo raste s vremenom. Stvaraju se uslovi pod kojima se luk gasi prije nego što ima vremena da se razvije. Isključivanje kruga naizmjenične struje postaje praktično bez luka.Razvojni uređaji s fiksnim momentom divergencije kontakta neposredno prije nulte vrijednosti naizmjenične struje obično se nazivaju sinhroni prekidači.

Glavna poteškoća u kreiranju sinhronih prekidača je postići potrebnu tačnost rada uređaja neposredno prije nulte struje i razdvojiti kontakte do potrebne izolacijske udaljenosti u vrlo kratkom vremenu prije nego što struja prođe kroz nulu. Da bi se prevladale ove poteškoće, trenutna pauza se umjetno produžava na jedan poluperiod (c at) pomoću dioda.

UPRAVLJAČKI UREĐAJI I NEAUTOMATSKI PREKIDAČI

Komandni uređaji uključuju putne i granične prekidače, kontrolne tipke, uređaje s više krugova - upravljačke tipke i komandne kontrolere, čiji su brojni parovi kontakata uključeni. određeni niz prilikom okretanja ručke iz jednog položaja u drugi.

Putni i krajnji prekidači izvršiti prebacivanje upravljačkih i automatizacijskih kola na datom dijelu puta kojim upravlja upravljani mehanizam. Granični prekidači se ugrađuju, na primjer, u mehanizme uređaja za podizanje i transport, u nosače strojeva za rezanje metala. U prvom slučaju ograničavaju visinu dizanja tereta, u drugom - hod čeljusti, dajući signal na kraju kontroliranog hoda mehanizma za gašenje motora (a u liftovima i signal za aktivirati elektromagnet kočnice).

Komandni kontroler– višepoložajni uređaj koji upravlja zavojnicama kontaktora, čiji su glavni kontakti uključeni u strujne krugove električnih strojeva, transformatora i otpornika. Regulator je također višepozicijski uređaj dizajniran za upravljanje električnim strojevima i transformatorima direktnim prebacivanjem strujnih krugova namotaja, transformatora i otpornika strojeva. Uz pomoć kontrolera (i komandnih kontrolera), motori se mogu pokrenuti, kontrolirati brzinu, preokrenuti i zaustaviti.

Batch prekidači– uređaji zatvorenog tipa. Luk nastaje i gasi se u ograničenom volumenu, zbog čega se pritisak u tom volumenu povećava. Kako pritisak raste, raste otpor luka i napon luka. Fizički, to se objašnjava činjenicom da se s povećanjem tlaka smanjuju udaljenosti na kojima se elementarne čestice plina međusobno djeluju. To dovodi, prvo, do povećanja intenziteta razmjene topline između čestica plina i poboljšanja uvjeta za prijenos topline iz luka i, drugo, do smanjenja srednjeg slobodnog puta elektrona u plinu. Pod svim ostalim jednakim uvjetima, to smanjuje intenzitet jonizacijskih procesa, jer elektron s kraćim srednjim slobodnim putem može steći manje energije pri kretanju u električnom polju. To dovodi do povećanja otpora luka i napona.

11 ELEKTROMEHANIČKI PREKIDNI UREĐAJI

KONTAKTORI I MAGNETNI POKRETAČI

Kontaktor je dvopozicijski samoresetirajući uređaj, dizajniran za često prebacivanje struja koje ne prelaze struje preopterećenja, a pokreće ga pogon. Ovaj uređaj ima dva uklopna položaja koji odgovaraju njegovom uključenom i isključenom stanju. Elektromagnetski pogon se najviše koristi u kontaktorima. Povratak kontaktora u isključeno stanje (samopovrat) nastaje pod dejstvom povratne opruge, mase pokretnog sistema ili kombinovanog delovanja ovih faktora.

Aktuator je sklopni uređaj dizajniran za pokretanje, zaustavljanje i zaštitu elektromotora bez uklanjanja ili uvođenja otpornika u njihova kola. Starteri štite elektromotore od struja preopterećenja. Uobičajeni element takve zaštite je termički relej ugrađen u starter.

Struje preopterećenja za kontaktore i startera ne prelaze (8-20) puta preopterećenja u odnosu na nazivnu struju. Za režim pokretanja motora faznog rotora i protivstrujnog kočenja tipične su struje preopterećenja (2,5-4) puta. Početne struje elektromotora sa kaveznim rotorom dostižu (6-10) puta preopterećenje u odnosu na nazivnu struju.

Elektromagnetski pogon kontaktora i startera, uz odgovarajući odabir parametara, može obavljati funkcije zaštite električne opreme od podnapona. Ako elektromagnetna sila koju razvija pogon, kada se napon u mreži smanji, nije dovoljna da uređaj ostane u uključenom stanju, tada će se on spontano isključiti i tako osigurati zaštitu od pada napona. Kao što je poznato, smanjenje napona u mreži napajanja uzrokuje da struje preopterećenja teku kroz namote elektromotora ako mehaničko opterećenje na njima ostane nepromijenjeno.

Kontaktori su dizajnirani za uključivanje strujnih krugova elektromotora i drugih moćnih potrošača. Ovisno o vrsti uključene struje glavnog kruga, razlikuju se kontaktori istosmjerne i naizmjenične struje. Imaju glavne kontakte opremljene sistemom za gašenje luka, elektromagnetnim pogonom i pomoćnim kontaktima.U pravilu se vrsta struje u upravljačkom kolu koja napaja elektromagnetski pogon poklapa sa vrstom struje u glavnom kolu. Međutim, postoje slučajevi u kojima se zavojnice AC kontaktora napajaju iz istosmjernog kruga.

Slika 1 - Dijagram dizajna kontaktora

Na sl. 1 prikazuje dijagram dizajna kontaktora koji isključuje strujni krug motora. U tom slučaju nema napona na zavojnici 12 i njegov pokretni sistem će se pod dejstvom povratne opruge 10, koja stvara silu F in, vratiti u normalno stanje.Luk D koji nastaje kada se glavni kontakti raziđu se gasi u komori za gašenje luka 5.

Sistem osigurava brzo kretanje luka od kontakata do komore magnetna eksplozija. Glavni strujni krug uključuje serijski kalem 1, koji je postavljen na čelično jezgro 2. Čelične ploče - polovi 3, smještene na bočnim stranama jezgre 2, dovode magnetsko polje koje stvara zavojnica 1 u zonu gorenja luka u komori. . Interakcija ovog polja sa strujom luka dovodi do pojave sila koje pomiču luk u komoru.

Kontaktor će uključiti strujni krug I 0 ako se primijeni napon U po kolutu 12 pogonski elektromagnet. Protok F, stvoren strujom koja teče kroz zavojnicu elektromagneta, će razviti vučnu silu i privući armaturu 9 elektromagneta do jezgra, savladavajući sile F in suprotstavljanje povratku 10 I F k kontakt 8 opruge

Jezgro elektromagneta završava se polukom 11, čiji je poprečni presjek veći od poprečnog presjeka samog jezgra. Ugradnjom stuba postiže se blago povećanje sile koju stvara elektromagnet, kao i modifikacija vučnih karakteristika elektromagneta (ovisnost elektromagnetne sile o veličini zračnog raspora).

Kontaktirajte kontakte 4 I 6 jedni s drugima i do zatvaranja kola kada je kontaktor uključen doći će prije nego što se elektromagnetna armatura potpuno privuče na pol. Kako se armatura pomiče, pokretni kontakt 6 će izgledati kao da "propada", oslanjajući se svojim gornjim dijelom na stacionarni kontakt 4. Rotiraće se pod nekim uglom oko tačke A te će uzrokovati dodatnu kompresiju kontaktne opruge 8. će se pojaviti kvar kontakta, pod kojim se podrazumeva količina pomaka pokretnog kontakta u nivou tačke njegovog dodira sa nepokretnim kontaktom u slučaju da se nepokretni ukloni.

Otkazivanje kontakata osigurava pouzdano zatvaranje kruga kada se debljina kontakata smanji zbog sagorijevanja njihovog materijala ispod. djelovanjem električnog luka. Veličina pada određuje opskrbu kontaktnog materijala za habanje tokom rada kontaktora.

Nakon kontakta, pokretni kontakt se kotrlja preko nepokretnog. Kontaktna opruga stvara određeni pritisak u kontaktima, pa prilikom valjanja dolazi do uništavanja oksidnih filmova i drugih kemijskih spojeva koji se mogu pojaviti na površini kontakata. Kontaktne tačke tokom valjanja pomeraju se na nova mesta na kontaktnoj površini koja nisu bila izložena luku i stoga su „čišća“. Sve to smanjuje kontaktni otpor kontakata i poboljšava njihove radne uvjete. Istovremeno, kotrljanje povećava mehaničko trošenje kontakata (kontakti se troše).

U trenutku kontakta, pokretni kontakt 6 odmah djeluje na fiksni kontakt 4 pritisak zbog predzatezanje kontaktne opruge 8. Kao rezultat toga, kontaktni otpor kontakata u trenutku kontakta bit će mali i kontaktna podloga se neće zagrijati na značajnu temperaturu kada je uključena. Osim toga, predkontaktni pritisak koji stvara opruga 8, omogućava smanjenje vibracija(odskoci) pokretnog kontakta kada udari u fiksni kontakt. Sve to štiti kontakte od zavarivanja kada je električni krug uključen. Kontakti imaju kontaktne pločice, napravljen od specijalnog materijala, kao što je srebro, za poboljšanje uslova za dugotrajan prolaz struje kroz zatvorene kontakte u uključenom stanju. Ponekad se koriste obloge od materijala otpornog na luk kako bi se smanjilo trošenje kontakata pod utjecajem električnog luka (metal-keramika „srebro-kadmijum oksid“ itd.). Fleksibilni priključak 7 (za dovod struje do pokretnog kontakta) izrađen je od bakarne folije (trake) ili tanke žice.

Kontakt rješenje je udaljenost između pokretnih i fiksnih kontakata kada je kontaktor isključen. Kontaktni razmak se obično kreće od 1 do 20 mm. Što je otvor kontakta niži, to je manji hod armature pogonskog elektromagneta. To dovodi do smanjenja radnog zračnog raspora u elektromagnetu, magnetskog otpora, sile magnetiziranja, snage zavojnice elektromagneta i njegovih dimenzija. Minimalna vrijednost otvaranja kontakta određena je: tehnološkim i pogonskim uvjetima, mogućnošću stvaranja metalnog mosta između kontakata pri prekidu strujnog kola, uvjetima za eliminaciju mogućnosti zatvaranja kontakta kada se pokretni sistem odbije od zaustavljanje kada se uređaj isključi. Kontaktna otopina također mora biti dovoljna da osigura uvjete za pouzdano gašenje luka pri malim strujama.

Slika 2 - Linearni starter

Prikazano na sl. 1 dijagram rotacionog kontaktora je prilično tipičan. Obično su takvi kontaktori namijenjeni za teške uvjete rada (visokofrekventni ciklusi sklopnih operacija, induktivni krugovi) pri relativno visokim nazivnim vrijednostima struje (desetine i stotine ampera). Drugi uobičajeni tip kontaktora i startera je linearni; dizajniran je prvenstveno za niže nazivne struje (desetine ampera) i lakše uslove rada. Linearni starter (slika 2) ima premosne kontakte 2 I 3, iz koje se luk upuhuje u komore za gašenje luka 1. Force F k kontaktna opruga stvara pritisak u zatvorenim kontaktima, povratna opruga F str vraća pokretni sistem uređaja u isključeno stanje kada se napon skine sa zavojnice. Uređaj se uključuje elektromagnetom kada se napon dovede na njegovu zavojnicu 5. Na polovima AC elektromagneta postavljeni su kratkospojni zavoji 4, eliminisanje vibracija armature u uključenom položaju uređaja.

Za razliku od DC kontaktora, u AC kontaktoru, da bi se smanjili gubici vrtložnih struja, laminirana magnetna jezgra i kratko spojeni zavoji na polovima se koriste za uklanjanje vibracija armature. AC kontaktori su često tropolni, DC kontaktori su jednopolni i dvopolni. Kao uređaj za gašenje luka u kontaktorima na DCČešće se koriste prorezne komore, dok se u naizmjeničnom načinu rada češće koristi rešetka za gašenje luka.

Za gašenje luka koriste se i komore sa rešetkama za gašenje luka. Lučna rešetka je paket tankih metalnih ploča 5 (slika 1). Pod uticajem elektrodinamičkih sila koje stvara magnetni sistem eksplozije, električni luk udara u mrežu i lomi se u niz kratkih lukova. Ploče intenzivno odvode toplinu iz luka i gase ga, ali ploče rešetke za gašenje luka imaju značajnu toplinsku inerciju - s velikom učestalošću uključivanja, pregrijavaju se i smanjuje se efikasnost gašenja luka.

Snažni AC kontaktori imaju glavne kontakte opremljene sistemom za gašenje luka - magnetnim udarom i komorom za gašenje luka sa uskim prorezom ili rešetkom za gašenje luka, baš kao i DC kontaktori. Dizajnerska razlika je u tome što su AC kontaktori višepolni; Obično imaju tri glavna kontakta. Sve tri kontaktne jedinice rade od zajedničkog elektromagnetnog pogona tipa ventila, koji okreće osovinu kontaktora s pokretnim kontaktima instaliranim na njemu. Pomoćni kontakti tipa mosta instalirani su na istom vratilu. Kontaktori imaju prilično velike ukupne dimenzije. Koriste se za upravljanje elektromotorima velike snage.

Da bi se produžio vijek trajanja, dizajn kontaktora omogućava promjenu kontakata.

Postoje kombinovani AC kontaktori u kojima su dva tiristora povezana paralelno sa glavnim normalno otvorenim kontaktima. U uključenom položaju struja teče kroz glavne kontakte, jer su tiristori u zatvorenom stanju i ne provode struju. Kada se kontakti otvore, upravljački krug otvara tiristore, koji zaobilaze krug glavnih kontakata i oslobađaju ih od struje isključivanja, sprječavajući pojavu električnog luka. Pošto tiristori rade u kratkotrajnom režimu, njihova nazivna snaga je mala i ne zahtevaju radijatore za hlađenje.

Naša industrija proizvodi kombinovane kontaktore tipa KT64 i KT65 sa nazivnim strujama većim od 100 A, napravljene na bazi široko rasprostranjenih kontaktora KT6000 i opremljene dodatnim poluvodičkim blokom.

Otpornost na habanje kombinovanih kontaktora u normalnom režimu prebacivanja je najmanje 5 miliona ciklusa, a otpornost na habanje prekidača poluvodičkih blokova je približno 6 puta veća. To im omogućava da se ponovo koriste u kontrolnim sistemima.

Za upravljanje AC elektromotorima male snage koriste se prednji kontaktori sa mosnim kontaktnim jedinicama. Dvostruki prekid strujnog kruga i pojednostavljeni uvjeti za gašenje luka naizmjenične struje omogućavaju bez posebnih komora za gašenje luka, što značajno smanjuje ukupne dimenzije kontaktora.

Prednji kontaktori se obično proizvode u industriji u tropolnom dizajnu. U ovom slučaju, glavni kontakti za zatvaranje su odvojeni plastičnim kratkospojnicima 1.

Zajedno sa niskostrujnim reed prekidačima stvoreni su zapečaćeni energetski magnetski kontrolirani kontakti (gersikoni) koji su u stanju prebaciti struje od nekoliko desetina ampera. Na osnovu toga su razvijeni kontaktori za upravljanje asinhronim elektromotorima snage do 1,1 kW. Gersikone karakterizira povećani kontaktni otvor (do 1,5 mm) i povećan kontaktni pritisak. Za stvaranje značajne sile elektromagnetne privlačnosti koristi se poseban magnetni krug.

Opseg primjene elektromagnetnih kontaktora je prilično širok. U mašinstvu se za upravljanje asinhronim elektromotorima najčešće koriste AC kontaktori. U ovom slučaju se nazivaju magnetni starteri. Magnetni starter je najjednostavniji skup uređaja za daljinski upravljač elektromotora i, pored samog kontaktora, često ima tastersku stanicu i zaštitne uređaje.

Na slici 1 (a, b) prikazani su dijagrami ugradnje i spoja nepovratnog magnetnog startera. On dijagram ožičenja granice jednog uređaja ocrtane su isprekidanom linijom. Pogodan je za instaliranje opreme i rješavanje problema. Ove dijagrame je teško čitati jer sadrže mnogo linija koje se ukrštaju.

Slika 1 - Nereverzibilna kola startera

U dijagramu kola svi elementi jednog uređaja imaju iste alfanumeričke oznake. Ovo vam omogućava da izbjegnete povezivanje konvencionalnih slika zavojnice kontaktora i kontakata zajedno, postižući najveću jednostavnost i jasnoću kruga.

Nereverzibilni magnetni starter ima KM kontaktor sa tri glavna sklopna kontakta (L1-S1, L2-S2, L3-S3) i jednim pomoćnim sklopnim kontaktom (3-5).

Glavni krugovi kroz koje teče struja elektromotora obično su prikazani debelim linijama, a strujni krugovi zavojnice kontaktora (ili upravljačkog kruga) s najvećom strujom prikazani su tankim linijama.

Da biste uključili elektromotor M, morate kratko pritisnuti dugme SB2 „Start“. U tom slučaju struja će teći kroz krug zavojnice kontaktora, a armatura će biti privučena jezgrom. Ovo će zatvoriti glavne kontakte u strujnom krugu motora. Istovremeno, pomoćni kontakt 3 – 5 će se zatvoriti,

koji će stvoriti paralelni krug za napajanje zavojnice kontaktora. Ako sada otpustite tipku Start, svitak kontaktora će se uključiti preko vlastitog pomoćnog kontakta. Ova vrsta strujnog kola naziva se samozaključujući krug. Pruža takozvanu nultu zaštitu motora. Ako u toku rada elektromotora mrežni napon nestane ili značajno opadne (obično za više od 40% nominalne vrijednosti), kontaktor se isključuje i njegov pomoćni kontakt se otvara. Nakon što se napon vrati, da biste uključili električni motor, morate ponovo pritisnuti dugme "Start". Nulta zaštita sprječava neočekivano, spontano pokretanje elektromotora, što može dovesti do nesreće.

Uređaji za ručnu regulaciju (prekidači, krajnji prekidači) nemaju nultu zaštitu, stoga se kontaktorsko upravljanje obično koristi u upravljačkim sistemima pogona mašina.

Da biste isključili električni motor, samo pritisnite dugme SB1 „Stop“. Ovo otvara krug samonapajanja i isključuje zavojnicu kontaktora.

U slučaju kada je potrebno koristiti dva smjera rotacije elektromotora, koristi se reverzibilni magnetni starter, dijagram strujnog kolašto je prikazano na slici 2, a. Za promjenu smjera rotacije asinhronog elektromotora potrebno je promijeniti fazni slijed namotaja statora. Reverzibilni magnetni starter koristi dva kontaktora: KM1 i KM2. Iz dijagrama se može vidjeti da ako se oba kontaktora slučajno uključe istovremeno, doći će do kratkog spoja u glavnom strujnom kolu. Da bi se to spriječilo, krug je opremljen bravom. Ako nakon pritiska na tipku SB3 "Naprijed" i uključivanja kontaktora KM1, pritisnete dugme SB2 "Nazad", kontakt za otvaranje ovog dugmeta će isključiti zavojnicu KM1 kontaktora, a kontakt za zatvaranje će napajati KM2 kontaktor. kalem. Motor će se obrnuti.

Slika 2 - Reverzni krugovi startera

Sličan dijagram upravljačkog kruga reverznog startera s blokadom na pomoćnim prekidnim kontaktima prikazan je na slici 2, b. U ovoj shemi, uključivanje jednog od kontaktora, na primjer KM1, otvara strujni krug zavojnice drugog kontaktora KM2. Za vožnju unazad, prvo morate pritisnuti tipku SB1 “Stop” i isključiti KM1 kontaktor. Za pouzdan rad kruga potrebno je da se glavni kontakti kontaktora KM1 otvore prije zatvaranja prekidačkih pomoćnih kontakata u krugu kontaktora KM2. To se postiže odgovarajućim podešavanjem položaja pomoćnih kontakata duž armature.

U serijskim magnetnim starterima često se koriste dvostruka brava prema gore navedenim principima. Osim toga, reverzibilni magnetni starteri mogu imati mehaničku blokadu s polugom za prebacivanje koja sprječava istovremeni rad elektromagneta kontaktora. U tom slučaju, oba kontaktora moraju biti instalirana na zajedničkoj bazi.

Otvoreni magnetni starteri se montiraju u ormare za električnu opremu. Starteri otporni na prašinu i prskanje su opremljeni kućištem i montirani su na zid ili stalak kao zaseban uređaj.

Birajte elektromagnetne kontaktore prema nazivnoj struji elektromotora, uzimajući u obzir uslove rada. GOST 11206-77 utvrđuje nekoliko kategorija AC i DC kontaktora. AC kontaktori kategorija AC-2, AC-3 i AC-4 namenjeni su za komutaciju strujnih kola asinhronih elektromotora. Kontaktori kategorije AC-2 se koriste za pokretanje i zaustavljanje elektromotora sa namotanim rotorom. Oni rade u najlakšem načinu rada jer se ovi motori obično pokreću pomoću reostata rotora. Kategorije AC-3 i AC-4 omogućavaju direktno pokretanje elektromotora sa kaveznim rotorom i moraju biti projektovane za šestostruko povećanje startne struje. Kategorija AC-3 omogućava isključivanje rotirajućeg asinhronog elektromotora. Kontaktori kategorije AC-4 su predviđeni za protivstrujno kočenje elektromotora sa kaveznim rotorom ili odvajanje stacionarnih elektromotora i rade u najtežim uslovima.

Kontaktori dizajnirani za rad u AC-3 režimu mogu se koristiti u uslovima koji odgovaraju kategoriji AC-4, ali se nazivna struja kontaktora smanjuje za 1,5-3 puta. Slične kategorije primjene su predviđene za DC kontaktore.

Kontaktori kategorije DS-1 se koriste za prebacivanje niskoinduktivnih opterećenja. Kategorije DS-2 i DS-3 su dizajnirane da upravljaju DC elektromotorima sa paralelnom pobudom i omogućavaju uklopnu struju jednaku. Kategorije DS-4 i DS-5 se koriste za upravljanje DC elektromotorima sa sekvencijalnom pobudom.

Ove kategorije definiraju normalan način uključivanja u kojem kontaktor može raditi kontinuirano dugo vremena. Osim toga, razlikuje se način rijetkog (slučajnog) preklapanja, kada se uklopni kapacitet kontaktora može povećati za približno 1,5 puta.

Ako asinhroni elektromotor radi u intermitentnom načinu rada, tada se kontaktor odabire na temelju vrijednosti efektivne struje. Na izbor kontaktora utiče stepen zaštite kontaktora. Zaštićeni kontaktori imaju lošije uslove hlađenja, a njihova nazivna struja je smanjena za približno 10% u odnosu na otvorene kontaktore.

KONTAKT - LUČNI SISTEMI KONTAKTORA

Kontaktori obično koriste poluge (sl. 1, a) i premosni (sl. 1, b) kontakte. U kontaktima poluge, kada su isključeni, formira se jedan razmak (jedan luk), u kontaktima mosta - dva (dva luka). Dakle, uz ostale jednake mogućnosti, mogućnosti odvajanja električnih kola kod uređaja sa mosnim kontaktima su veće nego kod uređaja sa polužnim (prstim) kontaktima.

Slika 1 – Kontakti poluge i mosta

Mostni kontakti, u poređenju sa polužnim kontaktima, imaju nedostatak što se u zatvorenom stanju u njima stvaraju dva kontaktna strujna prelaza, u svakom od kojih se mora stvoriti pouzdan dodir. Stoga se sila kontaktne opruge mora udvostručiti (u odnosu na kontakte poluge), što u konačnici povećava snagu elektromagnetnog pogona kontaktora.

U AC kontaktorima za prekidne struje do 100 A pri naponu mreže do 100-200 V, komore za gašenje luka mogu se izostaviti, jer se luk gasi istezanjem u atmosferskom zraku (otvoreni prekid). Kako bi se spriječilo preklapanje električnih lukova na susjednim stupovima, koriste se izolacijske pregrade. Kontaktori sa otvorenim prekidom luka postoje i na jednosmernoj struji, ali su prekidne struje za njih znatno manje.

Pri visokim vrijednostima prekinutih struja i napona uređaji su opremljeni komorama za gašenje luka, od kojih su najčešće prorezne kamere I rešetke za suzbijanje luka. Prorezna komora (sl. 2, a) unutar zidova od izolacijskog materijala otpornog na luk (azbestni cement, itd.) formira uski razmak (prorez). U njega se zabija električni luk 1 i tu se gasi zbog pojačanog odvođenja topline u bliskom kontaktu sa zidovima.

Rešetka za gašenje luka (slika 2, b) je paket tankih (mm) metalnih ploča 2 na koje se puše luk. Ploče se ponašaju kao radijatori koji intenzivno odvode toplinu iz stuba luka i pomažu u njegovom gašenju.

Najvažnija karakteristika lučnog otvora je volt-amperska karakteristika. Koristeći ga, možete izračunati procese gašenja luka kada je krug isključen.

Slika 2 – Lučne komore

Kao što je iskustvo u radu pokazalo, mreža za gašenje luka nije pogodna za česte prekide strujnog kola pri relativno visokim strujama. Uz veliku učestalost isključenja, njegove ploče se zagrijavaju do visoke temperature i nemate vremena da se ohladite. Oni nisu u stanju da ohlade stub luka, a mreža ne funkcioniše. Za režim čestih ispada strujnog kola prikladniji su lukovi sa prorezima. , m, između ploča 3 na Sl. 3, a) u skladu sa zakonom ukupne struje za jednolično polje (HL=Iw), jačina polja (A/m)

.

Zamjenom ove vrijednosti u (*) dobijamo:

,

gdje je broj zavoja kalema.

Budući da je u sistemu sa serijskim magnetnim zavojnicama sila proporcionalna kvadratu struje, preporučljivo je koristiti ovu vrstu puhanja u kontaktorima dizajniranim za relativno velike nazivne struje. Da bi se smanjila potrošnja bakra za proizvodnju zavojnice, čiji poprečni presjek treba odabrati prema nazivnoj struji kontaktora, poželjno je imati što manje zavoja zavojnice. Međutim, ovaj broj zavoja mora osigurati takvu jačinu magnetnog polja u zoni njegove interakcije sa strujom luka, što će stvoriti uvjete za pouzdano gašenje luka u datom rasponu uključenih struja. Obično se mjeri u jedinicama pri nazivnim strujama od stotine ampera, a pri strujama od desetina ampera dostiže deset i više.

Prednost serijskih sistema magnetnih zavojnica je u tome što je smjer sile nezavisan od smjera struje. Ovo omogućava da se navedeni sistem koristi ne samo na jednosmernoj, već i na naizmeničnoj struji. Međutim, na izmjeničnu struju, zbog pojave vrtložnih struja u magnetskom kolu, može doći do pomaka faze između struje luka i rezultirajuće jačine magnetskog polja u zoni gorenja luka, što može uzrokovati vraćanje luka u struju. komora.

Nedostatak sistema sa serijskim magnetnim mlaznim zavojnicama je niska jačina magnetnog polja koje stvara pri malim uključenim strujama. Dakle, parametri ovog sistema moraju biti odabrani tako da u području ovih struja osiguraju maksimalnu moguću jačinu magnetnog polja u zoni gorenja luka, a da se ne pribjegava značajnijem povećanju broja zavoja magnetne blastne zavojnice, tako da kako ne bi uzrokovao nepotrebnu potrošnju bakra za njegovu proizvodnju. Pri malim strujama, magnetno kolo ovog sistema ne bi trebalo da postane zasićeno. Tada se gotovo cjelokupna sila magnetiziranja zavojnice kompenzira padom magnetskog potencijala u zračnom procjepu i jačina magnetskog polja u njemu će biti najveća moguća. Pri velikim strujama, naprotiv, preporučljivo je dovesti magnetni krug u zasićenje kada njegov magnetni otpor postane velik. To će smanjiti jačinu magnetnog polja u području gdje se luk nalazi, smanjiti jačinu i intenzitet gašenja luka i smanjiti prenapone prilikom njegovog gašenja.

Postoji sistem sa paralelnim magnetnim blast zavojnicama, kada kalem 1 (vidi sliku 3), koji sadrži stotine zavoja tanke žice i dizajniran za puni napon izvora napajanja, stvara jačinu magnetnog polja (A/m) u zonu sagorevanja luka

.

Elektrodinamička sila koja djeluje na luk (N) (vidi sliku 3, b)

,

Gdje

U ovom sistemu, sila koja djeluje na luk je proporcionalna prvoj potenciji struje. Stoga se ispostavlja da je prikladnije za kontaktore s malim strujama (do približno 50 A).

Kontaktor sa paralelnim namotajem magnetne eksplozije reaguje na smer struje. Ako smjer magnetskog polja ostane nepromijenjen, a struja promijeni smjer, tada će sila biti usmjerena u suprotnom smjeru. Luk se neće kretati u komoru za gašenje luka, već u suprotnom smjeru - na magnetsku zavojnicu, što može dovesti do nesreće u kontaktoru. Ovo je nedostatak sistema koji se razmatra. Nedostatak ovog sistema je i potreba za povećanjem nivoa izolacije zavojnice na osnovu punog napona mreže. Smanjenje napona mreže dovodi do smanjenja sile magnetiziranja zavojnice i slabljenja intenziteta magnetske eksplozije, što smanjuje pouzdanost gašenja luka.

U sistemu magnetnog puhanja, trajni magnet se može koristiti umjesto naponske zavojnice. Osobine takvog sistema su slične sistemu sa paralelnim magnetnim mlaznim zavojnicama. Zamjena naponske zavojnice trajnim magnetom će eliminirati potrošnju bakra i izolacijskih materijala koji bi bili potrebni za stvaranje zavojnice. Istovremeno, svojstva trajnog magneta u sistemu ne bi trebalo da budu narušena tokom rada.

Ne koriste se sistemi sa paralelnim magnetskim mlaznim zavojnicama i trajnim magnetima na naizmjeničnu struju, jer je praktički nemoguće uskladiti smjer magnetskog fluksa sa smjerom struje luka kako bi se u bilo kojem trenutku dobio isti smjer sile.

Sa povećanjem jačine magnetnog polja eksplozije, poboljšavaju se uslovi za izlazak luka sa kontakata na rogove za gašenje luka i njegov ulazak u komoru postaje lakši. Stoga se s rastom smanjuje i trošenje kontakata od termičkog djelovanja luka, ali do određene granice.

Visoke snage polja stvaraju značajne sile koje djeluju na luk i izbacuju mostove rastopljenog metala iz međukontaktnog razmaka u atmosferu. Ovo povećava trošenje kontakta. Pri optimalnoj jačini polja, habanje kontakta je minimalno.

Trošenje kontakta je važan tehnički faktor. Stoga se poduzimaju ozbiljne mjere, kao što je smanjenje vibracija kontakata kada je uređaj uključen, kako bi se smanjilo trošenje i produžio vijek trajanja kontakata.

Važna karakteristika Uređaj za gašenje AC luka je obrazac rasta povratna snaga međukontaktni razmak nakon što struja prođe kroz nulu.

12 RELEJA. INTEGRISANA KOLA – TEHNIČKA OSNOVA ZA IZRADU RELEJNE ZAŠTITNE OPREME

Relejna zaštita svake električne instalacije sadrži tri glavna dijela: mjerni, logički i izlazni. Merni deo obuhvata merne i okidajuće elemente zaštite koji deluju na logički deo u slučaju odstupanja električni parametri(struja, napon, snaga, otpor) od vrijednosti koje su unaprijed postavljene za štićeni objekt.

Logički dio se sastoji od zasebnih sklopnih elemenata i elemenata vremenskog kašnjenja, koji po određenoj akciji (aktivaciji) mjernih i okidačkih elemenata, u skladu sa programom pokretanja ugrađenim u logički dio