Zařízení sestávající z tavitelného kovového prvku ve formě tenké desky nebo drátu a pouzdra s kontaktním zařízením se nazývá pojistka. Je určen k ochraně elektrické obvody z přetížení a zkratových proudů.

Normálním provozním režimem pojistkové vložky je dlouhodobý tok proudu. Ale když se zatížení zvýší nad jmenovitou hodnotu nebo dojde ke zkratu (I síť > I vložka), kov se zahřeje na teplotu tavení a roztavením přeruší obvod. Na rozdíl od pojistková vložka je jednorázový a musí být po spuštění vyměněn za nový.

Pojistkové vložky se vyrábějí, obvykle ze slitiny olova a mědi, s cínem a také s jinými kovy. Měděné vložky jsou před montáží pocínovány, aby se zabránilo oxidaci kovu a zhoršení jeho vodivých vlastností. Mají malý průřez, protože mají nízký odpor. Poměrně velké množství pojistek je vybaveno zhášecími prostředky uvnitř svého pouzdra (například vlákno nebo křemičitý písek). Proud, pro který se pojistková vložka vypočítává, se na rozdíl od jmenovité pojistky I nazývá jmenovitý proud pojistkové vložky I. , pro které se počítají proudovodné části zařízení, jakož i kontaktní a zhášecí části oblouku.

Doba vyhoření pojistkové vložky závisí na proudu, který jí protéká, přičemž závislost tohoto proudu na době vyhoření t=f(I) se nazývá ochranná charakteristika. Je zobrazen níže:

Obrázek ukazuje charakteristiky dvou různých pojistek 1 a 2. Mají různé jmenovité proudy, a jak můžeme vidět z grafu, při stejném přetěžovacím proudu se zařízení 1 spálí rychleji než 2. V souladu s tím, čím nižší je jmenovitý proud zařízení, tím rychleji vyhoří. Tato vlastnost umožňuje selektivní ochranu elektrických obvodů.

Podle Designové vlastnosti Lze rozlišit trubicové a zástrčkové pojistky.

Trubkové - jsou vyrobeny uzavřené s pouzdry z plynotvorného materiálu - vlákna, při zvýšení teploty vytváří v trubce vysoký tlak, díky kterému se řetěz přetrhne. Pojistka typu PR:

Kde: 1 – uzavírací kontakty, 2 – mosazné krytky, 3 – mosazné kroužky, 4 – tavná vložka, 5 – vláknová trubice.

Takové zařízení se skládá z pojistkové vložky 4, která je uzavřena ve skládací trubici 5 z vláken, vyztužené koncovými mosaznými kroužky 2, které uzavírají kontakty 1.

Zástrčkové pojistky se zpravidla používají v osvětlovacích zařízeních k ochraně domácích spotřebitelů (elektroměry) a také pro elektromotory s nízkým a středním výkonem. Od trubkových se liší způsobem upevnění tavné vložky.

Nechybí ani samočinné pojistky. Podstatou jejich práce je, že při zahřátí prudce mění svůj odpor směrem nahoru, což vede k přerušení obvodu. Jakmile jejich teplota klesne na provozní teplotu, odpor se sníží a obvod se opět uzavře. Jejich konstrukce je založena na polymerních materiálech, které mají za normálních teplotních podmínek krystalickou mřížku a při zahřívání se prudce přeměňují do amorfního stavu.

Takové pojistky jsou široce používány v digitální technice (počítače, Mobily, automatizované systémy řízení procesů). Kvůli jejich vysoké ceně se obvykle nepoužívají v silových obvodech. Jsou velmi pohodlné, protože nevyžadují výměnu po přetržení řetězu.

Poměrně mnoho elektrikářů, aby se zabránilo častému vyhoření pojistkových vložek, vyrábí takzvané „štěnice“ - místo speciální slitiny pojistkové vložky připojují obyčejný drát malého průřezu. To by se nemělo dělat, protože doba vyhoření slitiny a běžného drátu stejného průřezu se může značně lišit, což může vést k hrozným následkům. Pokud tedy vaše pojistky často vypínají, měli byste zjistit důvod jejich vypínání a nesnažit se posílit ochranu instalací „chyb“.

Na konstrukci a funkci pojistek se můžete také podívat zde:

Pojistka je elektrický prvek, který plní ochrannou funkci. Na rozdíl od jističe potřebuje po každé operaci výměnu jističe. Pojistková vložka, která shoří při překročení přípustného jmenovitého proudu, musí být zvolena s ohledem na zatížení sítě.

Princip činnosti a účel pojistek

Uvnitř pojistkové vložky je vodič z čistého kovu (měď, zinek atd.) nebo slitiny (ocel). Ochrana obvodu je založena na fyzikální vlastnosti kovů zahřívat se při průchodu proudu. Mnoho slitin má také kladný koeficient tepelného odporu. Jeho účinek je následující:

• když je proud nižší než jmenovitá hodnota vodiče, kov se zahřívá rovnoměrně, dokáže odvádět teplo a nepřehřívá se;
• příliš velký proud vede k silnému zahřívání a zvýšení teploty kovu způsobuje zvýšení jeho odporu;
• Vlivem zvýšeného odporu se vodič zahřívá ještě intenzivněji a při překročení bodu tání dochází k jeho destrukci.

Na této vlastnosti je založeno jištění vložky umístěné v elektrické pojistce. V závislosti na aplikaci se může tvar a průřez vodiče lišit: od tenkého drátu v domácích a automobilových spotřebičích až po tlusté desky určené pro proud několik tisíc ampér (A).

Kompaktní část chrání elektrický obvod před přetížením a zkratem. Při překročení přípustného proudu pro síť (tj. jmenovitého) proudu se vložka zničí a obvod se přeruší. Jeho provoz lze obnovit až po výměně prvku. V případě závady na připojeném zařízení dojde k okamžitému přepálení pojistek po zapnutí vadného zařízení, což umožní zjistit příčinu. Pokud se to stalo na síti zkrat, ochranné zařízení funguje stejným způsobem.

Konvenční grafický symbol na diagramu

Podle Jednotný systém projektová dokumentace Ruska, na grafická schémata V elektrických obvodech jsou pojistky označeny obdélníkem s přímkou ​​probíhající uvnitř. Jeho konce jsou spojeny se 2 díly řetězu před a za ochranné zařízení.

V dokumentaci k importovaným zařízením najdete další označení:

• obdélník s oddělenými částmi na koncích (norma IEC);
• vlnovka (IEEE/ANSI).

Typy a typy pojistek

Pro použití v elektrických obvodech odlišné typy a odrůdy PP. Výrobky vyrobené v Rusku se liší typem designu:

Pojem plnosti je spojen s přítomností uvnitř určitých typů vložek látky, která uhasí elektrický oblouk, ke kterému dochází v okamžiku vyhoření vodiče. Okruh se otevře až poté, co zmizí. Proto baňky naplněné PP obsahují křemičitý písek. Nenaplněné mohou uvolňovat plyny, které uhasí oblouk. K tomu dochází, když je materiál tělesa vložky zahřátý.

Kromě typů existují různé typy PP:

1. Nízký proud se používá při nízkém výkonu domácí přístroje s proudovým odběrem do 6 A. Jedná se o cylindrické vložky s kontakty na koncích.
2. Do automobilů se často instalují desky plošných spojů namontované na vidlici. Jméno je splatné vzhled: Kontakty jsou na jedné straně pouzdra a jsou zasunuty do konektorů jako zástrčka do zásuvky.
3. Zástrčky jsou běžné elektrické zástrčky pro elektroměr v jednofázových sítích. Jmenovitý proud těchto vložek je 63 A, jsou určeny pro současnou aktivaci několika domácích spotřebičů. Spálená vložka v takové pojistce je umístěna uvnitř keramického pouzdra s kartuší, 1 kontakt zůstává venku a druhý je připojen ke kontaktům zástrčky. Pokud dojde k překročení zátěže, část shoří a zcela přeruší napájení bytu. Napájení lze obnovit výměnou vložky za novou.
4. Struktura trubkového PP připomíná vložku pro zástrčky, ale její upevnění je provedeno mezi 2 kontakty. Typ takové pojistky je nenaplněný a tělo je vyrobeno z vlákna, které při silném zahřátí uvolňuje plyn.
5. Nožové pojistky jsou určeny pro proudovou hodnotu 100-1250 A a používají se v sítích, kde je potřeba vysoké zatížení (například při připojení zařízení s výkonným motorem).
6. Křemen, plněný křemičitým pískem, se používá v sítích s napětím do 36 kV.
7. Plynotvorné, skládací a nerozebíratelné. Při spalování odrůd PSN a PVT dochází k silnému uvolňování plynu doprovázenému praskáním. PP se používá pro sítě s napětím 35-110 kV. Jmenovitý proud takového PP je do 100A.

V závislosti na celkovém zatížení sítě se instalují různé typy PP - výkonnější jsou instalovány ve speciálních transformátorových kabinách; vydrží proud, který odpovídá potřebám obytné oblasti nebo podniku. Nízkopříkonové se instalují v metrech: chrání jednotlivé byty. Staré domácí spotřebiče mohou mít instalován i PP (slaboproud), ale moderní spotřebiče tyto prvky obsahují jen zřídka.

Výběr pojistkové vložky

Výběr pojistek se provádí s přihlédnutím k jejich jmenovitým hodnotám, charakteristikám času a proudu a celkovému zatížení sítě (celkový výkon všech ovládacích prvků). Jmenovitý proud PP je ten, který pojistková vložka vydrží před zničením. Tato hodnota je uvedena na jeho těle (např. označení 63 A u korkových pojistek pro domácnost).

Časově-proudové charakteristiky se vypočítávají pomocí speciálních grafů. Je třeba je vzít v úvahu pouze při připojení elektromotoru k síti, jehož rozběhový proud několikanásobně překračuje provozní napětí. Při použití několika takových zařízení (v podniku) se vypočítá startovací moment nejsilnějšího motoru.

Celkový (maximální) zatěžovací výkon sítě je součtem všech provozních proudů zařízení (uvedených v návodu a na pouzdru). Pokud je k síti připojen elektromotor, pak se bere v úvahu i jeho rozběhový moment, dělený koeficientem k = 2,5 (pro snadné startování a rotory s kotvou nakrátko) nebo 2-1,6 (pro tvrdý start nebo fázově vinutý rotory).

Abyste neztráceli čas výpočty, zvolte jmenovitý proud pojistkové vložky podle tabulky.

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

První řádek (W) označuje výkon zařízení uvedený na jeho těle a druhý (A) označuje jmenovitý výkon pojistky. U bytové sítě budete muset sečíst hodnoty W všech domácích spotřebičů a najít příslušné číslo v tabulce.

Výpočet průměru tavného drátu

Provádějí se složité výpočty za účelem dočasné opravy spálené vložky, pokud ji není možné vyměnit. Aby byla síť chráněna před přetížením, musí tloušťka drátu použitého k instalaci „štěnice“ odpovídat jmenovité hodnotě zničené vložky. Pro síť městského bytu, kde je instalován 63 A PP, můžete použít měděný drát o průměru 0,9 mm.

Pokud je nutná oprava jiného ochranného zařízení, musíte určit hodnocení PP (uvedené na krytu) a poté určit shodu stávajícího měděného drátu:

• změřte jeho průměr;
• krychle toto číslo a vezměte druhou odmocninu hodnoty;
• vynásobte výsledné číslo 80.

Výsledek by se měl přibližně rovnat hodnocení PP uvedenému na pouzdru.

Při opravách je vybraný drát navinut kolem kontaktů spálené vložky a spojuje je. Štěnice se vkládá do objímky na těle pojistky.

Pokud se drát znovu roztaví, znamená to, že chyba je v chráněném zařízení nebo v síti bytu a je třeba je opravit. Nemůžete použít silnější drát, protože to může způsobit požár.

Kontrola funkčnosti

Moderní automobilové pojistky mají někdy zabudovaný indikátor přepálení. Oznámí majiteli, že součástku je třeba vyměnit. U slaboproudých desek plošných spojů je drát viditelný skrz průhledné tělo. Část softwaru je ale neprůhledná a nemá žádné indikátory.

Pokud není možné vizuálně určit přerušení vodiče uvnitř desky plošných spojů, lze její výkon určit pomocí multimetru. Před kontrolou pojistky testerem musíte vybrat minimální hodnotu odporu (Ohm). Přiložte testovací sondy na kontakty PP a určete hodnoty zařízení:

• pokud je hodnota odporu nula nebo se blíží 0, je vyvozen závěr o provozuschopnosti vložky;
• pokud tester ukazuje 1 nebo znaménko nekonečna, pak PP vyhořel.

Pokud má tester zvukové zařízení, můžete jednoduše prozvonit pojistku přiložením sond na kontakty. Pískání testeru indikuje provozuschopnost prvku.

Pojistkové vložky jsou vyrobeny z mědi, zinku, olova nebo stříbra.

Dnešní nejpokročilejší pojistky dávají přednost měděným vložkám s cínovým rozpouštědlem. Rozšířené jsou také zinkové vložky.

Nejpohodlnější, nejjednodušší a nejlevnější jsou měděné pojistkové vložky. Zlepšení jejich vlastností je dosaženo tavením cínové kuličky

určité místo, přibližně uprostřed vložky. Takové vložky se používají např. ve zmíněné řadě objemových pojistek PN2. Cín se taví při teplotě 232°, výrazně nižší než je bod tání mědi, a rozpouští měď vložky v místě styku s ní. Oblouk, který se v tomto případě objeví, již roztaví celou vložku a zhasne. Aktuální obvod se vypne.

Zatavení cínové koule má tedy za následek následující.

Jednak měděné vložky začnou s časovým zpožděním reagovat na taková malá přetížení, na která by bez rozpouštědla nereagovaly vůbec. Například měděný drát o průměru 0,25 mm s rozpouštědlem roztaveným při teplotě 280° za 120 minut.

Škola pro elektrikáře: články, tipy, užitečné informace

Za druhé, při stejné dostatečně vysoké teplotě (tj. při stejném zatížení) reagují vložky s rozpouštědlem mnohem rychleji než vložky bez rozpouštědla.

Například měděný drát o průměru 0,25 mm bez rozpouštědla při průměrné teplotě 1 000 °C se roztavil za 120 minut a stejný drát, ale s rozpouštědlem o průměrné teplotě pouze 650 °C, se roztavil za pouhé 4 minuty .

Použití cínového rozpouštědla umožňuje mít spolehlivé a levné měděné vložky, které pracují při relativně nízké provozní teplotě, mají relativně malý objem a hmotnost kovu (což zvýhodňuje spínací schopnost pojistky) a zároveň mají větší rychlost při velkém přetížení a na relativně malá přetížení reagují s časovým zpožděním.

Zinek se často používá k výrobě pojistkových vložek. Zejména takové vložky se používají ve zmíněné řadě pojistek PR-2.

Zinkové vložky jsou odolnější vůči korozi. Proto i přes relativně nízkou teplotu tání by pro ně obecně řečeno bylo možné povolit stejnou maximální provozní teplotu jako pro měděné (250°C) a designové vložky s menším průřezem. Elektrický odpor zinku je však přibližně 3,4krát větší než u mědi.

Pro udržení stejné teploty je nutné v ní snížit energetické ztráty a odpovídajícím způsobem zvětšit její průřez. Vložka se ukazuje být mnohem masivnější. To, za jinak stejných okolností, vede ke snížení spínací schopnosti pojistky. Navíc s masivní vložkou s teplotou 250° by nebylo možné v rámci stejných rozměrů udržet teplotu kartuše a kontaktů na přijatelné úrovni.

To vše vede k nutnosti snížit maximální teplotu zinkových vložek na 200° a za tímto účelem ještě zvětšit průřez vložky. Díky tomu mají pojistky se zinkovými vložkami stejných rozměrů podstatně menší odolnost proti zkratovým proudům než pojistky s měděnými vložkami a cínovými rozpouštědly.

Škola pro elektrikáře: články, tipy, užitečné informace

ELEKTROSPETY

ELEKTROSPETY

Pojistkový materiál

Pojistkové vložky jsou vyrobeny z mědi, zinku, olova nebo stříbra. Hlavní technické údaje těchto materiálů z hlediska jejich použitelnosti pro pojistkové vložky jsou uvedeny v tabulce. 1.

Stůl 1.

V dnešních nejpokročilejších pojistkách se dává přednost měděným vložkám s cínovým rozpouštědlem. Rozšířené jsou také zinkové vložky. Nejpohodlnější, nejjednodušší a nejlevnější jsou měděné pojistkové vložky. Zlepšení jejich vlastností je dosaženo natavením cínové kuličky v určitém místě, přibližně uprostřed vložky. Takové vložky se používají např. ve zmíněné řadě objemových pojistek PN2. Cín se taví při teplotě 232° C, výrazně nižší než je bod tání mědi, a rozpouští měď vložky v místě kontaktu s ní. Oblouk, který se v tomto případě objeví, již roztaví celou vložku a zhasne. Aktuální obvod se vypne.
Zatavení cínové koule má tedy za následek následující.
Jednak měděné vložky začnou s časovým zpožděním reagovat na taková malá přetížení, na která by bez rozpouštědla nereagovaly vůbec. Například měděný drát o průměru 0,25 mm s rozpouštědlem roztaveným při teplotě 280 ° C za 120 minut.
Za druhé, při stejné dostatečně vysoké teplotě (tj. při stejném zatížení) reagují vložky s rozpouštědlem mnohem rychleji než vložky bez rozpouštědla. Například měděný drát o průměru 0,25 mm bez rozpouštědla při průměrné teplotě 1000 °C se roztavil za 120 minut a stejný drát, ale s rozpouštědlem o průměrné teplotě pouze 650 °C, se roztavil za pouhých 4 minuty.
Použití cínového rozpouštědla umožňuje mít spolehlivé a levné měděné vložky, které pracují při relativně nízké provozní teplotě, mají relativně malý objem a hmotnost kovu (což zvýhodňuje spínací schopnost pojistky) a zároveň mají větší rychlost při velkém přetížení a na relativně malá přetížení reagují s časovým zpožděním. Poměr Ip og:Iv pro takové vložky je relativně malý (ne více než 1,45), což usnadňuje výběr vodičů chráněných takovými pojistkovými vložkami před přetížením.
Zinek se často používá k výrobě pojistkových vložek. Zejména takové vložky se používají ve zmíněné řadě pojistek PR2. Zinkové vložky jsou odolnější vůči korozi. Proto i přes relativně nízkou teplotu tání by pro ně obecně řečeno bylo možné povolit stejnou maximální provozní teplotu jako u (měď 250°C) a navrhovat vložky s menším průřezem. Elektrický odpor zinku je však přibližně 3,4krát větší než u mědi. Pro udržení stejné teploty je nutné v ní snížit energetické ztráty a odpovídajícím způsobem zvětšit její průřez. Vložka se ukazuje být mnohem masivnější. To, za jinak stejných okolností, vede ke snížení spínací schopnosti pojistky. Navíc s masivní vložkou o teplotě 250°C by nebylo možné ve stejných rozměrech udržet teplotu kartuše a kontaktů na přijatelné úrovni. To vše vede k nutnosti snížit maximální teplotu zinkových vložek na 200°C, a tím dále zvětšit průřez vložky. Díky tomu mají pojistky se zinkovými vložkami stejných rozměrů podstatně menší odolnost proti zkratovým proudům než pojistky s měděnými vložkami a cínovými rozpouštědly.
Když je velká potřeba, řada podniků vyrábí pojistkové vložky ve svých vlastních elektroopravnách. Zároveň musí být materiály, ze kterých jsou tavné pojistkové vložky vyrobeny, pečlivě kalibrovány a minimálně 10 % hotových pojistkových vložek musí být selektivně testováno na minimální a maximální proudy.
Odebírá se minimální proud, při kterém by pojistková vložka neměla vyhořet za méně než 1 hod. Obvykle je tento proud roven 1,3-1,5 jejího jmenovitého proudu, tj. Imin = (l,3-1,5)In.
Odebírá se maximální proud, při kterém musí pojistková vložka vyhořet za méně než 1 hodinu, obvykle je (l.6-2.l)In.
Vyrobené pojistkové vložky musí svými kvalitami, charakteristikami a jmenovitými proudy splňovat požadavky příslušných GOST.
Je nepřijatelné používat doma vyrobené vložky, protože v nejlepším případě chrání instalaci pouze před zkratovými proudy. Pro upevnění zinkové pojistkové vložky je nutné použít ocelovou podložku se zvětšeným průměrem a pérovou podložku. Při absenci těchto podložek je zinek postupně vytlačován zpod kontaktního šroubu a zeslabuje kontakt. Měděnou vložku nelze instalovat do držáku pojistky PR bez cínového rozpouštědla, protože při vysoké teplotě tavení měděné vložky se kazeta z vláken rychle zničí.

Spálené pojistkové vložky by měly být nahrazeny náhradními z výroby kalibrovanými. Pokud žádné nejsou, lze je dočasně nahradit předem připravenými vodiči určenými pro určitý proud. Průměry a materiály drátů jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2

Těleso pojistkových vložek je vyrobeno z vysoce pevných druhů speciální keramiky (porcelán, steatit nebo korund-mullitová keramika), aby byla zajištěna jejich vysoká vypínací schopnost. Některé zahraniční firmy (USA, Japonsko) vyrábějí pouzdra pojistek ze sklolaminátu napuštěného silikonovou pryskyřicí. Analýza mechanických pryskyřičných válců potvrzuje, že je lze použít k výrobě pojistkových pouzder. Pevnost v tahu u takto vyrobených skříní je vyšší než u obdobně velkých keramických skříní s ocelovou střechou. Hlavním faktorem bránícím použití pryskyřic je jejich stárnutí při zvýšených teplotách. Při tělesné teplotě nepřesahující 30 0 C není zjištěno stárnutí, ale při vyšších teplotách se mechanické a elektrické vlastnosti pryskyřic časem zhoršují. Vzhledem k tomu, že je možné výrazné přehřátí těla pojistky jak ve jmenovitém režimu (až 120 0 C), tak v oblasti proudových přetížení, použití izolačních pryskyřic pro výrobu pouzder a dalších konstrukčních prvků pojistek bude možné až po vytvoření licích pryskyřic s dostatečně velkým tepelným odporem v různých provozních režimech pojistek.

Firma Fritz Driescher (Německo) vyráběla pojistky s kulovým tělem z epoxidové pryskyřice, což značně zjednodušilo sériovou výrobu pojistek. Pro zvýšení mechanické pevnosti se do epoxidové pryskyřice přidává vláknitý materiál. Tato pojistka nemá závitové připojení. Tyto pojistky jsou vodotěsné. Takové pojistky jsou však navrženy pouze k odříznutí velkých zkratových proudů, protože při přetížení nízkým proudem dochází k nepřijatelnému přehřívání pouzdra pryskyřice.

Pro pouzdra pojistek s nízkými jmenovitými proudy se obvykle používá speciální sklo.

NÁVRH TEPELNÝCH PRVKŮ.

Všechny typy tavných prvků lze rozdělit do dvou skupin: průřez tavného prvku, který je po délce konstantní, a proměnný. Tavné prvky s konstantním průřezem jsou obvykle vyrobeny z drátu a tavné prvky s proměnným průřezem jsou obvykle vyrobeny z kovové fólie nebo tenkého kovového filmu.

Poměr průřezu široké části tavného prvku k průřezu úzké šíje určuje typ ochranné charakteristiky. Například rychlotavné pojistky obvykle používají tavné prvky s poměrem větším než pět. Charakteristiky pro pomalé a normálně působící pojistky se získají s poměrem menším než pět.

Pojistkové prvky s konstantním průřezem mají obvykle proudovou hustotu mnohem nižší než tavné prvky s proměnným průřezem. Pojistky s pojistkovými prvky konstantního průřezu mají při spuštění velké hodnoty tavného proudu a tavného integrálu, velká přepětí, ale dobu hoření oblouku a poměr maximální hodnoty přenášeného proudu k tavnému proudu v těchto pojistek je podstatně méně.

Se zvyšováním jmenovitého napětí pojistky v tavných prvcích s proměnným průřezem se zvyšuje počet sériově zapojených úzkých úžin, což je nutné k tomu, aby se při činnosti pojistek rozsvítil na každé šíji samostatný oblouk. V důsledku zvýšení počtu postupně hořících oblouků se napětí na pojistce zvyšuje rychleji než v případech, kdy tavný prvek má pouze jednu úzkou šíji.

Vytvoření několika relativně úzkých paralelních kanálů pro spalování elektrického oblouku zlepšuje podmínky pro jeho uhašení pomocí použití více výplňových materiálů a snížení proudu v každém z paralelních oblouků, proto jsou tavné prvky při navrhování s výhodou rozděleny do několika paralelních větví. Počet paralelních větví je omezen technologickými obtížemi výroby úzkých šíjí malých rozměrů.

Teplota tavných prvků v různých provozních režimech pojistek se liší ve významných mezích. V důsledku toho dochází k většímu nebo menšímu prodloužení tavného prvku. Určité rozdíly ve velikostech pouzder pojistkových vložek také vedou k rozdílům v délkách pojistkových prvků od pojistky k pojistce, proto je v pojistkových prvcích vytvořeno několik ohybů podél délky, které kompenzují rozdíl v délkách těla a pojistkový prvek v důsledku vlivu různých faktorů.

Kvalita pojistek do značné míry závisí na hodnotách přechodových elektrických odporů. Jak ukázaly studie, pokud je kontaktní spojení pojistkového prvku s kontakty pojistkové vložky špatné, může přechodový odpor dosáhnout 50 % elektrického odporu pojistkového prvku. Z tohoto důvodu se pojistky v nominálním provozním režimu přehřívají a zkracuje se jejich životnost. Kromě toho, pokud je kontaktní spojení špatné, je narušena reprodukovatelnost výsledků testu z jednoho vzorku na druhý. Všechny tavné prvky pojistek s vysokými jmenovitými proudy jsou spojeny s kontaktními svorkami přivařením, zajištění dobrá kvalita kontaktní spojení. U pojistek s nízkými jmenovitými proudy se někdy používá měkké pájení, ale častěji se používá mechanické lisování. U demontovatelných pojistek je pojistkový prvek připojen ke svorkám pojistkové vložky pomocí šroubové svorky.

NÁVRH INDIKÁTORŮ AKTIVACE POJISTEK

Tavné prvky moderních pojistek jsou umístěny uvnitř neprůhledného pouzdra a stav tavného prvku nelze vizuálně určit. Obzvláště důležité je porozumět stavu pojistkového prvku u pojistek s vysokými jmenovitými proudy kvůli značným obtížím spojeným s instalací a vyjmutím pojistky. V tomto ohledu platí různé typy indikátory, které indikují, zda došlo k přepálení pojistkového prvku.

Existuje velké množství patentů na návrhy nápisů. Nejpoužívanější je indikátor aktivace, který využívá stejný princip jako hlavní tavný prvek - tavení pod vlivem nadproudu. Pro vytvoření takového indikátoru je paralelně s hlavním tavným prvkem elektricky připojen tenký kovový drát s dostatečnou mechanickou pevností v tahu. Když pojistkou protéká nadproud, shoří hlavní pojistkový prvek a indikační vodič. Vodič indikátoru spouště je na jedné straně pevně upevněn a na druhé straně je připojen ke kolíku, který je pomocí pružiny vtažen do speciálního otvoru. Spouštěcí drát je v křemenném písku. Jeho délka je obvykle přibližně stejná jako délka tavného prvku, která je nezbytná pro spolehlivé zhášení oblouku při jmenovitém napětí pojistky.

Indikátory spouště tohoto typu se vyrábějí ve dvou typech: autonomní - ve formě malé pojistkové vložky s vysokoodporovým pojistkovým prvkem a výplní, instalované ve vlastním pouzdře mimo pojistkovou vložku a zabudované do těla pojistky -odkaz. Indikátory autonomního vypnutí jsou někdy namontovány přímo na pojistkové vložce a někdy jsou instalovány zcela mimo pojistku a mají s ní pouze elektrické spojení. Ten je typický pro pojistky od English Electric (Velká Británie).

Po vyhoření indikačního drátu se uvolní pružina, která vytlačí kolík, natřený jasnou barvou a který je vizuálním indikátorem přepálení pojistky. Někdy čep slouží i jako úderník, působící na pomocné kontakty pojistky. V důsledku toho se signál o vypadnutí pojistky přenese do příslušných ovladačů.

V závislosti na poměru elektrických odporů a termofyzikálních parametrů hlavního tavného prvku a indikátoru lze při aktivaci pojistky pozorovat tři různé případy:

1) počáteční roztavení hlavního tavného prvku, vypálení oblouku na něm. Aktivní odpor ukazatele posunuje oblouk hlavního pojistkového prvku, což pomáhá snížit rychlost nárůstu napětí v mezeře a snížit napěťovou špičku;

2) počáteční roztavení ukazovátka a poté roztavení hlavního pojistkového prvku. Vzhledem k tomu, že hlavní tavný prvek má nízký aktivní odpor, přemostí mezeru vzniklou po roztavení indikačního drátu a zabrání hoření oblouku v indikátoru po dlouhou dobu;

3) téměř současné roztavení hlavního tavného prvku a spouštěcího drátu. K hoření oblouku na ukazateli může v některých případech dojít až do konce hoření oblouku na hlavním tavném prvku a v jiných případech přestane hořet oblouk na ukazateli mnohem dříve než na hlavním tavném prvku.

Ukazatele tohoto typu jsou bohužel nestabilní. Při nízkém napětí a nízkém proudovém přetížení drát na malé ploše vyhoří. Pokud se tato oblast nachází na velká vzdálenost od pružiny a je-li hustota balení pískového plniva v tělese indikátoru velká, mohou třecí síly drátu na pískovém náplni překročit pružnou sílu pružiny a indikátor provozu nemusí fungovat. Nevýhodou těchto indikátorů je také to, že v případě náhodného mechanického zlomení pojistkového prvku během procesu montáže nebo z jiného důvodu indikátor provozu neukazuje skutečný stav pojistky bez zapnutí napětí.

Plynové výbojky a LED připojené paralelně k pojistkové vložce se také používají jako vizuální indikátory provozu. Náklady na takové indikátory odezvy jsou však vyšší a jejich provozní spolehlivost je nižší než u výše popsaných provozních indikátorů.

UZAVŘENÉ POJISTKY

Uzavřené pojistky jsou obvykle vyrobeny ve formě vláknité trubice, uzavřené na koncích mosaznými uzávěry. Uvnitř trubky jsou tavné vložky. Elektrický oblouk vzniklý při spalování vložky hoří v uzavřeném objemu. Když oblouk hoří, stěny uvolňují plyn, tlak v trubici se zvyšuje a oblouk zhasne.

Uzavřené pojistky řady PR-2 (skládací) mají jmenovité proudy od 100A do 1000 A, maximální vypínatelné proudy při napětí 380V a cosj³0,4 se pohybují od 6 kA do 20 kA. Inzerce jsou převážně u isthmů.

POJISTKY S NÁPLNÍ (NÁPLNÍ)

Pojistkové vložky jsou umístěny v médiu z jemnozrnného pevného plniva (např. křída, křemičitý písek), umístěné v porcelánovém nebo plastovém pouzdře. Elektrický oblouk, který vzniká při tavení vložek, se dostává do těsného kontaktu s drobnými zrny plniva, je intenzivně chlazen, deionizován, a proto rychle zhasíná.

Zásypové pojistky řady PN-2 mají jmenovité proudy od 100 A do 600 A, maximální vypínací proud při napětí 500 V () je v rozsahu od 25 kA do 50 kA. Řada PP31 pro jmenovité proudy od 63 A do 1000 A, maximální vypínací proud do 100 kA při napětí 660 V.

U takových pojistek se používají paralelní vložky, což umožňuje získat větší chladicí plochu při stejném celkovém průřezu vložek.

KREVNÍ POJISTKY

Charakteristika na webu před naším letopočtem je zajištěna běžnou vložkou zvětšeného průřezu, a v ploše a-b další prvek.

Řada IP pro napětí 30 V a proudy od 5 A do 250 A.

TEKUTÉ KOVY– proud do 250 kA při napětí 450 V střídavý proud. Pojistky pracují opakovaně s omezením vysokého proudu. (Zařízení zvažte sami; Chunikhin, str. 514-515).

RYCHLÉ PŮSOBENÍ PRO OCHRANU POLOVODIČOVÝCH ZAŘÍZENÍ. PP-57 pro jmenovité proudy (40-800) A, PP-59 pro jmenovité proudy (250-2000) A. Jmenovitá napětí jsou do 1250 V AC a 1050 V DC.

BLOK POJISTKOVÉHO SPÍNAČE. Jmenovitý proud BPV do 350 A při střídavém napětí do 550 V.

VÝBĚR POJISTKY

Pojistky si vyberte

1. podle podmínek spouštění a dlouhodobého provozu;

2. podle podmínky selektivity.

1 Při dlouhodobém provozu by teplota ohřevu pojistky neměla překročit přípustné hodnoty. V tomto případě je zajištěna stabilita časově-proudové charakteristiky pojistky. Pro splnění tohoto požadavku je nutné, aby vložka a pojistková vložka byly zvoleny pro jmenovitý proud rovný nebo mírně vyšší než jmenovitý proud chráněné instalace.

Pojistka by neměla vypínat instalaci během přetížení, které je v provozu (například spouštěcí proud asynchronní motor s rotorem nakrátko může dosáhnout sedminásobku jmenovitého proudu. Jak dojde ke zrychlení, startovací proud klesne na hodnotu rovnou jmenovitému proudu motoru. Délka startu závisí na charakteru zátěže).

Pro motory se snadnými startovacími podmínkami (motory čerpadel, ventilátorů, obráběcích strojů)

,ty. Jmenovitý proud vložky se volí na základě startovacího proudu zátěže.

Pro těžké startovací podmínky, kdy se motor otáčí pomalu (pohon odstředivky, jeřáby, drtiče), nebo v přerušovaném režimu, kdy starty nastávají s vysokou frekvencí, jsou vložky voleny s ještě větší rezervou

Pokud je pojistka ve vedení napájejícím několik motorů, vybere se pojistková vložka podle vzorce:

kde je vypočtený jmenovitý proud vedení rovný .

Rozdíl se bere pro motor s největší hodnotou.

U svařovacích transformátorů jsou podmínky výběru pojistky následující: ,kde PV je doba trvání zapnutí.

2 Výběr pojistek na základě podmínek selektivity.

Mezi zdrojem energie a spotřebičem je obvykle instalováno několik pojistek, které by měly poškozená místa odpojit co nejselektivněji.

Pojistka, která prochází vyšším jmenovitým proudem, má vložku s větším průřezem než pojistka instalovaná u jednoho ze spotřebičů.

V případě zkratu je nutné, aby byla porucha vypnuta pojistkou umístěnou v místě poruchy. Všechny ostatní pojistky umístěné blíže ke zdroji by měly zůstat funkční. Tato konzistence v činnosti pojistek se nazývá selektivita nebo selektivita.Pro zajištění selektivity plný úvazekčinnost () pojistky musí být kratší než doba potřebná k zahřátí pojistky na teplotu tavení její vložky, tj. t pl1 ³t p2. Pro zajištění selektivity musí být co nejkratší skutečná doba odezvy pojistky (pro vyšší proud) musí být větší než maximální doba odezvy pojistky (pro nižší jmenovitý proud ): , kde a je doba odezvy pojistky pro vyšší a nižší jmenovité proudy odpovídající jmenovité charakteristice.

V důsledku výrobních tolerancí se může doba odezvy pojistky lišit od jmenovité hodnoty o . Pak lze výše uvedenou nerovnost zapsat do tvaru .Násobiče 0,5 a 1,5 berou v úvahu, že pojistka je brána se zápornou tolerancí doby odezvy a pojistka je brána s kladnou tolerancí. V důsledku toho získáme nezbytnou podmínku selektivity: ,ty. pro selektivní provoz by doba odezvy pojistky s vyšším proudem měla být 3x delší než u pojistky s nižším proudem.U pojistek stejného typu pro kontrolu selektivity stačí zkontrolovat vložku s nižším jmenovitý proud při nejvyšším proudu.

U různých typů pojistek se kontroluje selektivita v celém rozsahu proudů: od 3fázového zkratu na konci chráněného úseku až po jmenovitý proud pojistkové vložky.

10 JISTIČE (JISTIČE)

Jističe jsou zpravidla určeny k odpojení poškozené části sítě, když v ní nastane nouzový režim (zkrat, přetěžovací proud, nízké napětí). Tepelné a elektrodynamické (při zkratu) účinky zvýšených proudů mohou vést k poruše elektrického zařízení. Za podmínek sníženého napětí, pokud se mechanický zatěžovací moment na hřídeli nezmění, zvýšený proud bude protékat také běžícími motory.

Stroj má na rozdíl od stykače jednotku ochranných prvků, která automaticky detekuje výskyt abnormálních podmínek v síti a dává signál k vypnutí. Pokud je stykač navržen pouze tak, aby odpojil proudy při přetížení, které dosahují několika tisíc ampér, musí stroj vypnout zkratové proudy, které dosahují mnoha desítek a dokonce stovek kiloampér. Kromě toho stroj zřídka vypíná elektrický obvod, zatímco stykač je určen pro časté provozní spínání jmenovitých zatěžovacích proudů.

Existuje několik typů strojů: univerzální(práce na stejnosměrný a střídavý proud), instalace(určené pro instalaci do veřejně přístupných prostor a jsou vyrobeny podle typu instalačních produktů), rychle působící DC a potlačení magnetického pole výkonné generátory.

Obrázek - Strukturální schéma stroje

Na obrázku je schematické konstrukční schéma univerzálního stroje ve zjednodušeném znázornění. Stroj spíná elektrický obvod připojený ke svorkám A a B. V této poloze je stroj vypnutý a elektrický obvod napájení je otevřený. Pro zapnutí stroje je potřeba ručně otočit ve směru hodinových ručiček rukojeť 3. Vznikne síla, která pohybem pák 4 a 5 doprava otočí hlavní nosnou část 6 stroje kolem pevné osy O ve směru hodinových ručiček. Nejprve se sepnou a zapnou kontakty 8 a 10 pro zhášení oblouku a poté hlavní kontakty 7 a 11 stroje. Poté celý systém zůstane v krajní pravé poloze, upevněn speciální západkou a je jí držen (na obrázku není znázorněno).

Vypínací pružina 2 se nabije, když je stroj zapnutý. Když je dán příkaz k vypnutí, stroj se vypne. Když cívkou elektromagnetické spouště 1 protéká zkratový proud, vzniká na její kotvě elektromagnetická síla, pohybující páky 4 a 5 směrem nahoru za úvrať, v důsledku čehož dojde k automatickému vypnutí jističe pružinou 2. V tomto případě se kontakty otevřou a na nich vznikající oblouk je vháněn do zhášecí komory 9 oblouku a v ní zhášen.

Systém pák 4 a 5 plní funkce mechanismu volného uvolnění, který má u skutečných strojů složitější strukturu. Mechanismus volného uvolnění umožňuje stroj kdykoli vypnout, a to i během procesu spínání, kdy síla otáčení působí na pohyblivý systém stroje. Pokud se páky 4 a 5 posunou nahoru za úvrať, přeruší se tuhé spojení mezi pohonem a pohyblivým systémem. Úvrať odpovídá poloze pák, kdy se přímky a spojující osy otáčení vzájemně shodují. Působením vratné pružiny 2 se stroj okamžitě vypne, bez ohledu na to, zda točivá síla působí na pohonný systém stroje či nikoliv.

Mechanismus volného uvolnění zabraňuje možnosti následných cyklů „vypnutí a zapnutí“ stroje („naskočení stroje“), když je možné jej zapnout z důvodu zkratu v obvodu. Představme si, že při kontaktu kontaktů zapnutého stroje bude obvodem procházet zkratový proud. V tomto případě bude fungovat maximální uvolnění 1 a přesune páky mechanismu volného uvolnění 4 a 5 nahoru za úvrať. Stroj se vypne a znovu se nezapne, protože mechanické spojení mezi točivou silou a pohyblivým systémem stroje je přerušeno. Pokud by neexistoval mechanismus volného uvolnění, pak by po automatickém vypnutí stroje došlo k okamžitému opětovnému zapnutí pod vlivem síly spínacího zařízení, které by do této doby nemohlo být odstraněno. Docházelo by k vícenásobným odstavením a zapnutím stroje v režimu těžkého zkratu, rychle na sebe navazujících, což by mohlo vést ke zničení stroje.

Když je stroj vypnutý, hlavní kontakty 7 a 11 se otevřou jako první a veškerý proud půjde do paralelního obvodu zhášecích kontaktů 8 a 10 s výstelkami vyrobenými z materiálu odolného proti oblouku. Na hlavních kontaktech by neměl vzniknout oblouk, aby se tyto kontakty nespálily. Obloukové kontakty se otevřou, když jsou hlavní kontakty odděleny významnou vzdáleností. Objeví se na nich elektrický oblouk, který se vyfoukne nahoru a zhasne v komoře 9 pro zhášení oblouku.

Když je stroj zapnutý, nejprve se uzavřou obloukové kontakty a poté hlavní. Vznikne elektrický oblouk, který je možný v důsledku vibrací kontaktů, a zhasne pouze na zhášecích kontaktech oblouku.

Vysokorychlostní stroje jsou určeny k ochraně stejnosměrných instalací (doprava, měnič). Jejich vlastního času operace - zlomky milisekundy, konvenční automaty - desetiny sekundy.

Rychlé rozepnutí kontaktů v případě nouze v síti určuje charakteristický rys těchto strojů. Odpor elektrického oblouku, který se objeví brzy na kontaktech, zapojených do série s rozpojeným obvodem, omezuje zkratový proud a zabraňuje jeho zvýšení na ustálenou hodnotu. Rychlosti zařízení je dosaženo použitím polarizovaných elektromagnetických zařízení v pohonu, zařízeními pro intenzivní zhášení oblouku, magnetickými systémy, ve kterých se měnící magnetické toky nezabírají s uzavřeným vinutím a procházejí laminovanou částí magnetických obvodů (boj proti retardačnímu účinku vířivé proudy) atd., dále maximální zjednodušení kinematického schématu zařízení a odstranění mezičlánků mezi měřicím prvkem (spoušť) a kontakty.

AUTOMATICKÉ SPOUŠTĚNÍ

Spouště v automatických strojích jsou měřicí prvky. Řídí hodnotu odpovídajícího parametru chráněného obvodu a dávají signál k vypnutí stroje, když dosáhne zadané hodnoty, tzv. nastavení(provozní proud, provozní napětí atd.). Spouště poskytují možnost regulovat nastavení v poměrně širokých mezích. To je nutné implementovat selektivní(selektivní) ochrana elektrické sítě, ve kterém je stroj zařazen.

Selektivita ochrany je dosažena především díky rozdílné době odezvy předchozích a následujících stupňů ochrany. Rozdíl v době odezvy těchto stupňů se nazývá krok selektivity v čase. Existuje také aktuální stupeň selektivity.

V rozvětvené síti může zvýšení časového zpoždění z jednoho stupně ochrany do druhého vést k nepřijatelně velké hodnotě tohoto zpoždění na posledních stupních ochrany. Delší tok velkého zkratového proudu (10 kA) může vést k nepřijatelnému zahřívání vodičů v obvodu. Proto je vhodné při vysokých proudech okamžitě vypnout jistič (umístěný v blízkosti místa obvodu) pomocí proudové vypínací spouště.

Kromě elektromagnetického proudu může na hodnotu proudu reagovat tepelná spoušť, jejíž struktura je podobná tepelnému relé. Tato spoušť se nepoužívá pro ochranu proti zkratovým proudům, protože vytváří nepřijatelně velká časová zpoždění, umožňuje však dosáhnout dlouhých časových zpoždění nezbytných v provozních podmínkách pro proudy při přetížení. Tepelné spouště mají nevýhody: jejich ochranné charakteristiky (závislost doby odezvy na proudu) jsou nestabilní a mění se s okolní teplotou; doba potřebná k návratu spoušť do původní polohy po vypnutí je dlouhá.

Stroje také používají podpěťové spouště, které vydávají příkaz k vypnutí stroje, když napětí klesne pod předem stanovenou úroveň. Taková spouště jsou obvykle postavena na elektromagnetickém principu. Když napětí klesne pod předem stanovenou úroveň, elektromagnetická síla je menší než síla vratné pružiny. Kotva elektromagnetu se uvolní a prostřednictvím mezičlánku (válce) působí na západku stroje, v důsledku čehož se tato vypne.

Na rozdíl od elektromagnetických polovodičových spouští, které jsou široce používány v Nedávno, nemají takové množství pohyblivých mechanických prvků. Jejich hlavní výhody však spočívají ve zlepšených výkonových charakteristikách: široké rozsahy regulace proudů a doby odezvy, což umožňuje unifikovat výrobky a vyrábět menší sortiment výrobků, jemnější a přesnější nastavení doby odezvy při vysokých zkratových proudech, atd. Měřicí prvky takových spouští využívají proudové transformátory a jednou z jejich hlavních jednotek je jednotka časového zpoždění. Jejich součástí je také výstupní relé, které přenáší signál do vypínacího elektromagnetu. Časového zpoždění u takových spouští je dosaženo použitím RC obvodů v tranzistorových řídicích obvodech a použitím magnetických paměťových zařízení a bezkontaktních pulsních čítačů.

KONTAKTNÍ ZAŘÍZENÍ ARCLESS

Střídavý obvod lze vypnout bez oblouku, pokud jsou kontakty otevřeny dostatečnou rychlostí těsně předtím, než proud překročí nulu. V tomto okamžiku se elektromagnetická energie uložená v obvodu blíží nule.

Obrázek Půlvlnný proud

Obrázek ukazuje půlvlnu střídavého proudu. Pokud bod A odpovídá okamžiku otevření kontaktů a vytvoření oblouku, pak bude oblouk v tomto půlcyklu po určitou dobu hořet. Během této doby jím projde množství elektřiny určené plochou a energie uvolněná v oblouku bude poměrně velká. Když se kontakty zařízení otevřou bezprostředně před průchodem proudu nulou (bod B), uvolní se v oblouku výrazně méně energie, protože jeho životnost a okamžité hodnoty proudu budou výrazně nižší. Když se kontakty zařízení rozcházejí předtím, než proud projde nulou, množství elektřiny ve fázi výboje plynu je určeno plochou a sloupec oblouku nemá čas akumulovat významnou rezervu tepelné energie ve svém objemu. Toto teplo se rychle rozptýlí v blízkosti aktuálního překročení nuly a obnovovací síla mezikontaktní mezery nabývá vysokých hodnot a rychle se zvyšuje s časem. Jsou vytvořeny podmínky, za kterých oblouk zhasne dříve, než se stihne rozvinout. Rozpojení obvodu střídavého proudu se stává prakticky bez oblouku Vypínací zařízení s pevným momentem rozbíhavosti kontaktů bezprostředně před nulovou hodnotou střídavého proudu se obvykle nazývají synchronní spínače.

Hlavním problémem při vytváření synchronních spínačů je dosažení požadované přesnosti činnosti zařízení bezprostředně před nulou proudu a oddělení kontaktů na požadovanou izolační vzdálenost ve velmi krátké době před průchodem proudu nulou. Pro překonání těchto potíží je proudová pauza uměle prodloužena na jeden půlcyklus (c at) pomocí diod.

OVLÁDACÍ ZAŘÍZENÍ A NEAUTOMATICKÉ VYPÍNAČE

Povelová zařízení zahrnují pojezdové a koncové spínače, ovládací tlačítka, víceokruhová zařízení - ovládací tlačítka a povelové ovladače, jejichž četné páry kontaktů jsou spínány určitou sekvenci při otáčení rukojetí z jedné polohy do druhé.

Pojezdové a koncové spínače provést spínání řídicích a automatizačních obvodů na daném úseku dráhy, kterou řízený mechanismus urazí. Koncové spínače jsou instalovány např. v mechanismech zdvihacích a přepravních zařízení, v podpěrách kovoobráběcích strojů. V prvním případě omezují výšku zvedání břemen, ve druhém - zdvih třmenu, který dává signál na konci řízeného zdvihu mechanismu k vypnutí motorů (a ve výtazích také signál k aktivovat elektromagnet brzdy).

Příkazový ovladač– vícepolohové zařízení, které ovládá cívky stykačů, jejichž hlavní kontakty jsou součástí silových obvodů elektrických strojů, transformátorů a odporů. Regulátor je také vícepolohové zařízení určené k ovládání elektrických strojů a transformátorů přímým spínáním silových obvodů vinutí stroje, transformátorů a rezistorů. Pomocí ovladačů (a příkazových ovladačů) lze motory spouštět, řídit rychlost, reverzovat a zastavovat.

Dávkové spínače– zařízení uzavřeného typu. Oblouk vzniká a zhasíná v omezeném objemu, v důsledku toho se tlak v tomto objemu zvyšuje. S rostoucím tlakem se zvyšuje odpor oblouku a napětí oblouku. Fyzikálně se to vysvětluje tím, že se zvyšujícím se tlakem se zmenšují vzdálenosti, na které elementární částice plynu interagují. To vede za prvé ke zvýšení intenzity výměny tepla mezi částicemi plynu a zlepšení podmínek pro přenos tepla z oblouku a za druhé ke snížení střední volné dráhy elektronů v plynu. Pokud jsou všechny ostatní věci stejné, snižuje to intenzitu ionizačních procesů, protože elektron s kratší střední volnou cestou je schopen získat méně energie při pohybu v elektrickém poli. To vede ke zvýšení odporu oblouku a napětí.

11 ELEKTROMECHANICKÉ SPÍNACÍ ZAŘÍZENÍ

STYKAČE A MAGNETICKÉ STARTÉRY

Stykač je dvoupolohové samoresetovací zařízení určené k častému spínání proudů nepřesahujících proudy přetížení a poháněné pohonem. Toto zařízení má dvě spínací polohy odpovídající jeho stavu zapnuto a vypnuto. Elektromagnetický pohon se nejvíce používá ve stykačích. K návratu stykače do vypnutého stavu (samonávratu) dochází působením vratné pružiny, hmotnosti pohybujícího se systému nebo kombinovaným působením těchto faktorů.

Pohon je spínací zařízení určené ke spouštění, zastavování a ochraně elektromotorů bez odstraňování nebo zavádění odporů do jejich obvodů. Spouštěče chrání elektromotory před přetížením. Běžným prvkem takové ochrany je tepelné relé zabudované do startéru.

Přetěžovací proudy pro stykače a spouštěče nepřesahují (8-20) násobek přetížení ve vztahu ke jmenovitému proudu. Pro spouštěcí režim motorů s fázovým rotorem a protiproudové brzdění jsou typické (2,5-4) násobky přetěžovacích proudů. Startovací proudy elektromotorů s rotorem nakrátko dosahují (6-10) násobku přetížení oproti jmenovitému proudu.

Elektromagnetický pohon stykačů a spouštěčů při vhodném výběru parametrů může plnit funkce ochrany elektrického zařízení před podpětím. Pokud elektromagnetická síla vyvinutá měničem při poklesu napětí v síti nestačí k udržení zařízení v zapnutém stavu, pak se samovolně vypne a poskytne tak ochranu proti poklesu napětí. Jak je známo, pokles napětí v napájecí síti způsobuje, že vinutími elektromotorů protékají přetěžovací proudy, pokud mechanické zatížení na nich zůstává nezměněno.

Stykače jsou určeny pro spínání silových obvodů elektromotorů a jiných výkonných spotřebičů. Podle druhu spínaného proudu hlavního obvodu se rozlišují stykače stejnosměrné a střídavé. Mají hlavní kontakty vybavené systémem zhášení oblouku, elektromagnetickým pohonem a pomocnými kontakty Typ proudu v řídicím obvodu, který napájí elektromagnetický pohon, se zpravidla shoduje s typem proudu v hlavním obvodu. Existují však případy, kdy jsou cívky střídavých stykačů napájeny stejnosměrným obvodem.

Obrázek 1 - Schéma návrhu stykače

Na Obr. 1 znázorňuje konstrukční schéma stykače, který odpojuje obvod motoru. V tomto případě není na cívce 12 žádné napětí a její pohyblivý systém se působením vratné pružiny 10, která vytváří sílu F, vrátí do svého normálního stavu. Oblouk D, který vzniká, když se hlavní kontakty rozcházejí je zhášen v zhášecí komoře 5 oblouku.

Rychlý pohyb oblouku z kontaktů do komory zajišťuje systém magnetický výbuch. Hlavní proudový obvod obsahuje sériovou cívku 1, která je umístěna na ocelovém jádru 2. Ocelové desky - póly 3, umístěné po stranách jádra 2, přivádějí magnetické pole vytvářené cívkou 1 do zóny hoření oblouku v komoře . Interakce tohoto pole s proudem oblouku vede ke vzniku sil, které pohybují obloukem do komory.

Stykač zapne obvod proudem I 0, pokud je přivedeno napětí U na kotouč 12 pohonný elektromagnet. Proud F, vytvořený proudem procházejícím cívkou elektromagnetu, vyvine tažnou sílu a přitáhne kotvu 9 elektromagnet do jádra, překonávající síly F v proti návratu 10 A Fk Kontakt 8 pružiny

Jádro elektromagnetu končí pólovým nástavcem 11, jehož průřez je větší než průřez samotného jádra. Instalací pólového nástavce se dosáhne mírného zvýšení síly vytvářené elektromagnetem a také úpravy trakční charakteristiky elektromagnetu (závislost elektromagnetické síly na velikosti vzduchové mezery).

Kontakt Kontakty 4 A 6 navzájem a uzavření obvodu při zapnutí stykače nastane dříve, než je kotva elektromagnetu zcela přitažena k pólu. Jak se kotva pohybuje, pohyblivý kontakt 6 Zdá se, že „propadne“ a opře svou horní část o stacionární kontakt 4. Bude se otáčet pod určitým úhlem kolem bodu A a způsobí dodatečné stlačení kontaktní pružiny 8. objeví se selhání kontaktu, čímž se rozumí velikost posunutí pohyblivého kontaktu na úrovni bodu jeho kontaktu s pevným kontaktem v případě, že je pevný odstraněn.

Selhání kontaktů zajišťuje spolehlivé uzavření obvodu při poklesu tloušťky kontaktů v důsledku vyhoření jejich materiálu pod nimi. působením elektrického oblouku. Velikost poklesu určuje dodávku kontaktního materiálu pro opotřebení během činnosti stykače.

Po kontaktu se pohyblivý kontakt převalí přes ten stacionární. Kontaktní pružina vytváří v kontaktech určitý tlak, takže při rolování dochází k destrukci oxidových filmů a dalších chemických sloučenin, které se mohou objevit na povrchu kontaktů. Kontaktní body se při válcování přesouvají na nová místa na kontaktní ploše, která nebyla vystavena oblouku a jsou tedy „čistší“. To vše snižuje přechodový odpor kontaktů a zlepšuje jejich provozní podmínky. Valením se zároveň zvyšuje mechanické opotřebení kontaktů (kontakty se opotřebovávají).

V okamžiku kontaktu pohyblivý kontakt 6 okamžitě působí na pevný kontakt 4 tlak kvůli předpětí kontaktní pružiny 8. V důsledku toho bude přechodový odpor kontaktů v okamžiku kontaktu malý a kontaktní podložka se při zapnutí nezahřeje na významnou teplotu. Navíc předkontaktní tlak generovaný pružinou 8, umožňuje snížit vibrace(odrazy) pohyblivého kontaktu, když narazí na pevný kontakt. To vše chrání kontakty před svařováním při zapnutí elektrického obvodu. Kontakty mají kontaktní podložky, vyrobeno ze speciálního materiálu, např. stříbra, pro zlepšení podmínek pro dlouhodobý průchod proudu uzavřenými kontakty v zapnutém stavu. Někdy se pro snížení opotřebení kontaktů pod vlivem elektrického oblouku používají obložení z materiálu odolného proti oblouku (kov-keramika „oxid stříbra-kadmia“ atd.). Pružné připojení 7 (pro přívod proudu do pohyblivého kontaktu) je vyrobeno z měděné fólie (pásky) nebo tenkého drátu.

Kontaktní řešení je vzdálenost mezi pohyblivými a pevnými kontakty, když je stykač vypnutý. Kontaktní mezera se obvykle pohybuje od 1 do 20 mm. Čím nižší je otevření kontaktu, tím menší je zdvih kotvy hnacího elektromagnetu. To vede ke snížení pracovní vzduchové mezery v elektromagnetu, magnetického odporu, magnetizační síly, výkonu cívky elektromagnetu a jejích rozměrů. Minimální hodnotu rozepnutí kontaktu určují: technologické a provozní podmínky, možnost vzniku kovového můstku mezi kontakty při přerušení proudového obvodu, podmínky pro vyloučení možnosti sepnutí kontaktu při odrazu pohyblivého systému od zastavení při vypnutí zařízení. Kontaktní řešení musí být také dostatečné pro zajištění podmínek pro spolehlivé zhášení oblouku při malých proudech.

Obrázek 2 - Lineární startér

Na Obr. 1 schéma otočného stykače je zcela typické. Typicky jsou takové stykače určeny pro těžký provoz (vysokofrekvenční cykly spínacích operací, indukční obvody) při relativně vysokých hodnotách jmenovitého proudu (desítky a stovky ampér). Dalším běžným typem stykačů a spouštěčů je lineární; je určen především pro nižší jmenovité proudy (desítky ampér) a lehčí provozní podmínky. Lineární spouštěč (obr. 2) má můstkové kontakty 2 A 3, ze kterého je oblouk vháněn do zhášecích komor oblouku 1. Platnost Fk kontaktní pružina vytváří tlak v uzavřených kontaktech, vratná pružina F p vrátí pohyblivý systém zařízení do vypnutého stavu, když je z cívky odstraněno napětí. Zařízení se zapíná elektromagnetem, když je na jeho cívku přivedeno napětí 5. Na pólech střídavého elektromagnetu jsou instalovány zkratované závity 4, eliminace vibrací kotvy v zapnuté poloze zařízení.

Na rozdíl od stejnosměrného stykače se u střídavého stykače pro snížení ztrát vířivými proudy používají vrstvená magnetická jádra a zkratované závity na pólech k eliminaci vibrací kotvy. Střídavé stykače se často vyrábějí třípólové, stejnosměrné stykače jsou jednopólové a dvoupólové. Jako zařízení pro zhášení oblouku ve stykačích zap DCČastěji se používají štěrbinové komory, zatímco ve střídavém režimu se častěji používá oblouková zhášecí mřížka.

K uhašení oblouku se také používají komory s mřížkami pro zhášení oblouku. Oblouková mřížka je balíček tenkých kovových plátů 5 (obr. 1). Pod vlivem elektrodynamických sil vytvářených magnetickým tryskacím systémem narazí elektrický oblouk na mřížku a rozpadne se na sérii krátkých oblouků. Desky intenzivně odebírají teplo z oblouku a zhášejí jej, ale desky zhášecí mřížky oblouku mají výraznou tepelnou setrvačnost - při vysoké frekvenci zapínání se přehřívají a účinnost zhášení oblouku klesá.

Výkonné AC stykače mají hlavní kontakty vybavené systémem zhášení oblouku - magnetickým výbuchem a zhášecí komorou oblouku s úzkou štěrbinou nebo mřížkou pro zhášení oblouku, stejně jako DC stykače. Konstrukční rozdíl spočívá v tom, že AC stykače jsou vícepólové; Obvykle mají tři hlavní navazovací kontakty. Všechny tři kontaktní jednotky pracují ze společného elektromagnetického pohonu ventilového typu, který otáčí hřídelem stykače s nainstalovanými pohyblivými kontakty. Pomocné kontakty můstkového typu jsou instalovány na stejné hřídeli. Stykače mají poměrně velké celkové rozměry. Používají se k ovládání elektromotorů významného výkonu.

Pro zvýšení životnosti umožňuje konstrukce stykačů výměnu kontaktů.

Existují kombinované AC stykače, ve kterých jsou dva tyristory zapojeny paralelně k hlavním normálně otevřeným kontaktům. V zapnuté poloze protéká proud hlavními kontakty, protože tyristory jsou v sepnutém stavu a nevedou proud. Když se kontakty otevřou, řídicí obvod otevře tyristory, které obcházejí obvod hlavních kontaktů a odlehčují je z vypínacího proudu, čímž zabraňují vzniku elektrického oblouku. Protože tyristory pracují v krátkodobém režimu, jejich jmenovitý výkon je nízký a nevyžadují chladicí radiátory.

Náš průmysl vyrábí kombinované stykače typů KT64 a KT65 se jmenovitými proudy nad 100 A, vyrobené na bázi široce používaných stykačů KT6000 a vybavené přídavným polovodičovým blokem.

Odolnost spínacího opotřebení kombinovaných stykačů v normálním spínacím režimu je nejméně 5 milionů cyklů a odolnost proti opotřebení spínacích polovodičových bloků je přibližně 6krát vyšší. To umožňuje jejich opětovné použití v řídicích systémech.

Pro ovládání nízkopříkonových střídavých elektromotorů se používají dopředné stykače s můstkovými kontaktními jednotkami. Dvojité vypínání a zjednodušené podmínky pro zhášení střídavého oblouku umožňují obejít se bez speciálních zhášecích komor oblouku, což výrazně snižuje celkové rozměry stykačů.

Přední stykače jsou průmyslově vyráběny obvykle v třípólovém provedení. V tomto případě jsou hlavní zapínací kontakty odděleny plastovými propojkami 1.

Spolu s nízkoproudými jazýčkovými spínači byly vytvořeny zatavené výkonové magneticky ovládané kontakty (gersikony), které jsou schopné spínat proudy několik desítek ampér. Na tomto základě byly vyvinuty stykače pro ovládání asynchronních elektromotorů s výkonem do 1,1 kW. Gersikony se vyznačují zvýšeným otevřením kontaktu (až 1,5 mm) a zvýšeným kontaktním tlakem. Pro vytvoření výrazné síly elektromagnetické přitažlivosti se používá speciální magnetický obvod.

Rozsah použití elektromagnetických stykačů je poměrně široký. Ve strojírenství se pro řízení asynchronních elektromotorů nejčastěji používají střídavé stykače. V tomto případě se nazývají magnetické startéry. Magnetický startér je nejjednodušší sada zařízení pro dálkové ovládání elektromotory a kromě samotného stykače má často i tlačítkovou stanici a ochranná zařízení.

Obrázek 1 (a, b) ukazuje, v tomto pořadí, instalační schémata a schémata zapojení zapojení nevratného magnetického spouštěče. Na elektrické schéma hranice jednoho zařízení jsou vyznačeny přerušovanou čarou. Je vhodný pro instalaci zařízení a odstraňování problémů. Tyto diagramy jsou obtížně čitelné, protože obsahují mnoho protínajících se čar.

Obrázek 1 - Obvody nevratného startéru

Ve schématu zapojení mají všechny prvky jednoho zařízení stejná alfanumerická označení. To vám umožní vyhnout se spojování konvenčních obrázků cívky stykače a kontaktů dohromady a dosáhnout maximální jednoduchosti a přehlednosti obvodu.

Nevratný magnetický spouštěč má stykač KM se třemi hlavními spínacími kontakty (L1-S1, L2-S2, L3-S3) a jedním pomocným zapínacím kontaktem (3-5).

Hlavní obvody, kterými protéká proud elektromotoru, jsou obvykle znázorněny tlustými čarami a silové obvody cívky stykače (nebo řídicího obvodu) s nejvyšším proudem jsou znázorněny tenkými čarami.

Pro zapnutí elektromotoru M musíte krátce stisknout tlačítko SB2 „Start“. V tomto případě bude proud protékat obvodem cívky stykače a kotva bude přitahována k jádru. Tím se uzavřou hlavní kontakty v napájecím obvodu motoru. Současně se sepne pomocný kontakt 3 – 5,

který vytvoří paralelní obvod pro napájení cívky stykače. Pokud nyní uvolníte tlačítko Start, cívka stykače se zapne prostřednictvím vlastního pomocného kontaktu. Tento typ obvodu se nazývá samosvorný obvod. Poskytuje tzv. nulovou ochranu motoru. Pokud během provozu elektromotoru síťové napětí zmizí nebo výrazně poklesne (obvykle o více než 40 % jmenovité hodnoty), stykač se vypne a jeho pomocný kontakt se rozepne. Po obnovení napětí musíte pro zapnutí elektromotoru znovu stisknout tlačítko „Start“. Nulová ochrana zabraňuje neočekávanému, samovolnému spuštění elektromotoru, které může vést k nehodě.

Ruční ovládací zařízení (spínače, koncové spínače) nemají nulovou ochranu, proto se v systémech řízení pohonu strojů obvykle používá ovládání stykače.

Pro vypnutí elektromotoru stačí stisknout tlačítko SB1 „Stop“. Tím se otevře samonapájecí obvod a vypne se cívka stykače.

V případě, kdy je nutné použít dva směry otáčení elektromotoru, je použit reverzibilní magnetický startér, Kruhový diagram který je znázorněn na obrázku 2, a. Pro změnu směru otáčení asynchronního elektromotoru je nutné změnit sled fází statorového vinutí. Reverzibilní magnetický startér používá dva stykače: KM1 a KM2. Ze schématu je patrné, že při náhodném sepnutí obou stykačů současně dojde ke zkratu v hlavním proudovém obvodu. Aby se tomu zabránilo, je obvod vybaven zámkem. Pokud po stisknutí tlačítka SB3 „Vpřed“ a zapnutí stykače KM1 stisknete tlačítko SB2 „Zpět“, rozpínací kontakt tohoto tlačítka vypne cívku stykače KM1 a zapínací kontakt bude napájet stykač KM2. cívka. Motor přejde zpět.

Obrázek 2 - Obvody reverzního startéru

Obdobné schéma řídicího obvodu reverzačního spouštěče s blokováním na pomocných vypínacích kontaktech je znázorněno na obr. 2b. V tomto schématu zapnutí jednoho ze stykačů, například KM1, otevře napájecí obvod cívky druhého stykače KM2. Chcete-li provést zpětný chod, musíte nejprve stisknout tlačítko SB1 „Stop“ a vypnout stykač KM1. Pro spolehlivou činnost obvodu je nutné, aby se hlavní kontakty stykače KM1 rozevřely dříve, než dojde k sepnutí vypínacích pomocných kontaktů v obvodu stykače KM2. Toho je dosaženo vhodným nastavením polohy pomocných kontaktů podél kotvy.

V sériových magnetických startérech se často používají dvojitý zámek podle výše uvedených zásad. Reverzibilní magnetické spouštěče mohou mít navíc mechanické blokování s přepínací pákou, která zabraňuje současné činnosti elektromagnetů stykače. V tomto případě musí být oba stykače instalovány na společné základně.

Otevřené magnetické startéry jsou namontovány ve skříních elektrických zařízení. Prachotěsné a prachotěsné startéry jsou vybaveny krytem a montují se na stěnu nebo stojan jako samostatné zařízení.

Vyberte si elektromagnetické stykače podle jmenovitého proudu elektromotoru s přihlédnutím k provozním podmínkám. GOST 11206-77 zavádí několik kategorií AC a DC stykačů. Střídavé stykače kategorií AC-2, AC-3 a AC-4 jsou určeny pro spínání silových obvodů asynchronních elektromotorů. Stykače kategorie AC-2 se používají pro spouštění a vypínání elektromotorů s vinutým rotorem. Pracují v nejlehčím režimu, protože tyto motory se obvykle spouštějí pomocí reostatu rotoru. Kategorie AC-3 a AC-4 umožňují přímé spouštění elektromotorů s rotorem nakrátko a musí být navrženy pro šestinásobné zvýšení startovacího proudu. Kategorie AC-3 umožňuje vypínání rotačního asynchronního elektromotoru. Stykače kategorie AC-4 jsou určeny pro protiproudé brzdění elektromotorů s rotorem nakrátko nebo odpojování stacionárních elektromotorů a pracují v nejtěžších podmínkách.

Stykače navržené pro provoz v režimu AC-3 lze použít v podmínkách odpovídajících kategorii AC-4, ale jmenovitý proud stykače je snížen 1,5-3krát. Podobné kategorie použití jsou poskytovány pro DC stykače.

Stykače kategorie DS-1 se používají pro spínání nízkoinduktivních zátěží. Kategorie DS-2 a DS-3 jsou určeny pro řízení stejnosměrných elektromotorů s paralelním buzením a umožňují spínací proud rovný. Kategorie DS-4 a DS-5 slouží k ovládání stejnosměrných elektromotorů se sekvenčním buzením.

Tyto kategorie definují normální spínací režim, ve kterém může stykač pracovat nepřetržitě po dlouhou dobu. Navíc se rozlišuje režim vzácného (náhodného) spínání, kdy lze spínací kapacitu stykače zvýšit přibližně 1,5krát.

Pokud asynchronní elektromotor pracuje v přerušovaném režimu, pak se stykač volí na základě hodnoty efektivního proudu. Výběr stykače je ovlivněn stupněm ochrany stykače. Chráněné stykače mají horší podmínky chlazení a jejich jmenovitý proud je snížen přibližně o 10 % ve srovnání s otevřenými stykači.

KONTAKT - OBLOUKOVÉ SYSTÉMY STYKAČŮ

Stykače obvykle používají pákové (obr. 1, a) a můstkové (obr. 1, b) kontakty. V kontaktech páky se při odpojení vytvoří jedna mezera (jeden oblouk), v kontaktech můstku - dva (dva oblouky). Za jinak stejných okolností jsou možnosti odpojování elektrických obvodů u zařízení s můstkovými kontakty vyšší než u zařízení s pákovými (prstovými) kontakty.

Obrázek 1 – Kontakty páky a můstku

Můstkové kontakty mají oproti pákovým kontaktům tu nevýhodu, že v sepnutém stavu jsou v nich vytvořeny dva přechody kontaktního proudu, v každém musí být vytvořen spolehlivý dotyk. Proto musí být síla kontaktní pružiny dvojnásobná (oproti pákovým kontaktům), což v konečném důsledku zvyšuje výkon elektromagnetického pohonu stykače.

U střídavých stykačů pro přerušované proudy do 100 A při síťovém napětí do 100-200 V lze komory pro zhášení oblouku vynechat, protože oblouk se uhasí jeho natažením v atmosférickém vzduchu (otevřené přerušení). Aby se zabránilo překrývání elektrických oblouků na sousedních pólech, používají se izolační příčky. Stykače s přerušením otevřeného oblouku existují také na stejnosměrný proud, ale přerušované proudy jsou u nich výrazně nižší.

Při vysokých hodnotách přerušovaných proudů a napětí jsou přístroje vybaveny zhášecími komorami oblouku, z nichž nejběžnější štěrbinové kamery A mřížky pro potlačení oblouku. Štěrbinová komora (obr. 2, a) tvoří uvnitř mezi stěnami úzkou mezeru (štěrbinu) z izolačního materiálu odolného proti oblouku (azbestocement atd.). Do ní je vháněn elektrický oblouk 1 a tam je uhašen v důsledku zvýšeného odvodu tepla v těsném kontaktu se stěnami.

Zhášecí mřížka oblouku (obr. 2, b) je balíček tenkých (mm) kovových desek 2, na které je foukán oblouk. Desky fungují jako radiátory, které intenzivně odvádějí teplo ze sloupce oblouku a pomáhají ho uhasit.

Nejdůležitější charakteristikou zhášecí komory je voltampérová charakteristika. Pomocí něj můžete vypočítat procesy zhášení oblouku, když je obvod vypnutý.

Obrázek 2 – Obloukové komory

Jak ukázaly provozní zkušenosti, zhášecí mřížka oblouku je nevhodná pro časté výpadky obvodu při relativně vysokých proudech. Při vysoké frekvenci odstávek se jeho desky zahřívají až vysoké teploty a nemají čas vychladnout. Nejsou schopny ochladit sloup oblouku a mřížka nefunguje. Pro režim častých výpadků okruhu jsou vhodnější štěrbinové zhášecí komory. , m, mezi deskami 3 na Obr. 3, a) podle zákona o celkovém proudu pro rovnoměrné pole (HL=Iw), intenzita pole (A/m)

.

Dosazením této hodnoty do (*) dostaneme:

,

kde je počet závitů cívky.

Protože v systému se sériovou magnetickou vyfukovací cívkou je síla úměrná druhé mocnině proudu, je vhodné použít tento typ vyfukování ve stykačích navržených pro relativně velké jmenovité proudy. Pro snížení spotřeby mědi pro výrobu cívky, jejíž průřez by měl být zvolen podle jmenovitého proudu stykače, je žádoucí mít co nejméně závitů cívky. Tento počet závitů však musí zajistit takovou sílu magnetického pole v zóně jeho interakce s proudem oblouku, která vytvoří podmínky pro spolehlivé zhášení oblouku v daném rozsahu přerušovaných proudů. Obvykle se měří v jednotkách při jmenovitých proudech stovek ampér a při proudech desítek ampérů dosahuje deseti a vyšších.

Výhodou sériových systémů magnetických cívek je, že směr síly je nezávislý na směru proudu. To umožňuje použití uvedeného systému nejen na stejnosměrný, ale i na střídavý proud. U střídavého proudu však může v důsledku výskytu vířivých proudů v magnetickém obvodu dojít k fázovému posunu mezi proudem oblouku a výslednou silou magnetického pole v zóně hoření oblouku, což může způsobit, že oblouk bude vržen zpět do komora.

Nevýhodou systému se sériovou magnetickou cívkou je nízká intenzita magnetického pole, kterou vytváří při malých spínaných proudech. Parametry tohoto systému musí být proto voleny tak, aby v oblasti těchto proudů byla zajištěna maximální možná síla magnetického pole v zóně hoření oblouku, aniž by se uchýlilo k výraznému nárůstu počtu závitů magnetické tryskací cívky, takže aby nedocházelo ke zbytečné spotřebě mědi na jeho výrobu. Při nízkých proudech by se magnetický obvod tohoto systému neměl nasytit. Pak je téměř celá magnetizační síla cívky kompenzována poklesem magnetického potenciálu ve vzduchové mezeře a síla magnetického pole v ní bude maximální možná. Při vysokých proudech je naopak vhodné uvést magnetický obvod do saturace, když se jeho magnetický odpor zvětší. Tím se sníží síla magnetického pole v oblasti, kde se oblouk nachází, sníží se síla a intenzita zhášení oblouku a sníží se přepětí při jeho zhášení.

Existuje systém s paralelní magnetickou cívkou, kdy cívka 1 (viz obr. 3), obsahující stovky závitů tenkého drátu a navržená pro plné napětí napájecího zdroje, vytváří sílu magnetického pole (A/m) v zóna hoření oblouku

.

Elektrodynamická síla působící na oblouk (N) (viz obr. 3, b)

,

Kde

V tomto systému je síla působící na oblouk úměrná první mocnině proudu. Proto se ukazuje jako vhodnější pro stykače s nízkými proudy (cca do 50 A).

Stykač s paralelní cívkou magnetického rázu reaguje na směr proudu. Pokud směr magnetického pole zůstane nezměněn a proud změní svůj směr, bude síla směrována v opačném směru. Oblouk se nebude pohybovat do zhášecí komory oblouku, ale v opačném směru - na magnetickou cívku, což může vést k nehodě stykače. To je nevýhoda uvažovaného systému. Nevýhodou tohoto systému je také nutnost zvýšení úrovně izolace cívky na základě plného síťového napětí. Pokles síťového napětí vede ke snížení magnetizační síly cívky a zeslabení intenzity magnetického rázu, což snižuje spolehlivost zhášení oblouku.

V systému magnetického foukání lze místo napěťové cívky použít permanentní magnet. Vlastnosti takového systému jsou podobné systému s paralelní magnetickou cívkou. Výměna napěťové cívky za permanentní magnet odstraní spotřebu mědi a izolačních materiálů, které by byly potřeba k vytvoření cívky. Zároveň by během provozu neměly být narušeny vlastnosti permanentního magnetu v systému.

Systémy s paralelní magnetickou výbušnou cívkou a permanentními magnety na střídavý proud se nepoužívají, protože je prakticky nemožné sladit směr magnetického toku se směrem obloukového proudu, aby bylo možné kdykoli získat stejný směr síly.

Se zvýšením intenzity magnetického pole se zlepšují podmínky pro oblouk vycházející z kontaktů na zhášecí houkačky a jeho vstup do komory se usnadňuje. S růstem se proto také snižuje opotřebení kontaktů tepelnými účinky oblouku, ale do určité hranice.

Vysoké intenzity pole vytvářejí významné síly, které působí na oblouk a vyvrhují roztavené kovové můstky z mezikontaktní mezery do atmosféry. To zvyšuje opotřebení kontaktů. Při optimální intenzitě pole je opotřebení kontaktů minimální.

Opotřebení kontaktů je důležitým technickým faktorem. Proto jsou přijata seriózní opatření, jako je snížení vibrací kontaktů při zapnutí zařízení, aby se snížilo opotřebení a zvýšila životnost kontaktů.

Důležitá vlastnost AC zhášecí zařízení oblouku je růstový vzor obnovitelnou sílu mezikontaktní mezera po průchodu proudu nulou.

12 RELÉ. INTEGROVANÉ OBVODY – TECHNICKÝ ZÁKLAD PRO TVORBU RELÉOVÉ OCHRANNÉ ZAŘÍZENÍ

Reléová ochrana jakékoli elektrické instalace obsahuje tři hlavní části: měřicí, logickou a výstupní. Součástí měřicí části jsou měřicí a spouštěcí ochranné prvky, které v případě odchylky působí na logickou část elektrické parametry(proud, napětí, výkon, odpor) z hodnot přednastavených pro chráněný objekt.

Logická část se skládá ze samostatných spínacích prvků a zpožďovacích prvků, které při určité akci (aktivaci) měřicích a spouštěcích prvků v souladu se spouštěcím programem zabudovaným v logické části