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 električni krugovi od struja preopterećenja i kratkog spoja.

Dugotrajno strujanje normalan je način rada uloška osigurača. Ali kada se opterećenje poveća iznad nazivne vrijednosti ili dođe do kratkog spoja (I mreža > I umetak), metal se zagrijava do temperature taljenja i, otapajući se, prekida strujni krug. Za razliku od uložak osigurača je za jednokratnu upotrebu i mora se zamijeniti novim kada se aktivira.

Topljivi ulošci izrađeni su, obično od legure olova i bakra, s kositrom, a također i s drugim metalima. Bakreni umeci se pokositre prije ugradnje kako bi se izbjegla oksidacija metala i pogoršanje njegovih vodljivih svojstava. Imaju mali presjek jer imaju mali otpor. Dosta velik broj osigurača opremljen je sredstvima za gašenje luka unutar svog kućišta (na primjer, vlakna ili kvarcni pijesak). Struja za koju je proračunat uložak osigurača naziva se nazivna struja uloška osigurača I uloška, ​​za razliku od nazivnog osigurača I osigurača. , za koje su proračunati strujni dijelovi uređaja, te dijelovi za kontakt i gašenje luka.

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

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 izgorjeti brže od 2. Sukladno tome, što je niža nazivna vrijednost uređaj, brže će izgorjeti. Ovo svojstvo omogućuje selektivnu zaštitu električnih krugova.

Po značajke dizajna Mogu se razlikovati cijevni i utični osigurači.

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

Gdje su: 1 – kontakti za zatvaranje, 2 – mesingane kapice, 3 – mesingani prstenovi, 4 – topljivi umetak, 5 – vlaknasta cijev.

Takav uređaj sastoji se od uloška osigurača 4, koji je zatvoren u vlaknastoj cijevi 5 sklopivog tipa, ojačanoj krajnjim mjedenim prstenovima 2, koji zatvaraju kontakte 1.

Utični osigurači koriste se u pravilu u rasvjetnim instalacijama, za zaštitu kućanskih potrošača (mjerila električne energije), kao i za elektromotore male i srednje snage. Razlikuju se od cjevastih u načinu pričvršćivanja topljivog umetka.

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

Takvi osigurači naširoko se koriste u digitalnoj tehnologiji (računala, Mobiteli, automatizirani sustavi upravljanja procesima). Zbog svoje visoke cijene obično se ne koriste u strujnim krugovima. Oni su vrlo prikladni jer ne zahtijevaju zamjenu nakon prekida lanca.

Mnogi električari, kako bi izbjegli često izgaranje osigurača, izrađuju takozvane "bube" - umjesto posebne legure osigurača pričvršćuju običnu žicu malog presjeka. To se ne smije učiniti, jer vrijeme izgaranja legure i obične žice istog poprečnog presjeka može uvelike varirati, što može dovesti do strašnih posljedica. Stoga, ako vam osigurači često iskaču, trebali biste utvrditi razlog njihovog iskakanja, a ne pokušavati ojačati zaštitu ugradnjom "bubica".

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 koji prekida strujni krug. Osigurač, koji izgara kada se prekorači dopuštena nazivna struja, mora se odabrati uzimajući u obzir opterećenje mreže.

Princip rada i namjena osigurača

Unutar uloška osigurača nalazi se vodič od čistog metala (bakar, cink, itd.) ili legure (čelik). Zaštita kruga temelji se na fizičkom svojstvu metala da se zagrijavaju tijekom prolaska struje. Mnoge legure također imaju pozitivan koeficijent toplinske otpornosti. Njegov učinak je sljedeći:

• kada je struja ispod nazivne vrijednosti predviđene za vodič, metal se ravnomjerno zagrijava, uspijevajući raspršiti toplinu i ne dolazi do pregrijavanja;
• prevelika struja dovodi do jakog zagrijavanja, a povećanje temperature metala uzrokuje povećanje njegovog otpora;
• Zbog povećanog otpora, vodič se još intenzivnije zagrijava, a kada se prekorači talište, dolazi do njegovog uništenja.

Taljenje umetka postavljenog u električni osigurač temelji se na ovom svojstvu. Ovisno o primjeni, oblik i presjek vodiča mogu biti različiti: od tanke žice u kućanskim i automobilskim uređajima do debelih ploča predviđenih za struju od nekoliko tisuća ampera (A).

Kompaktni dio štiti električni krug od preopterećenja i kratkog spoja. Ako je dopuštena struja za mrežnu (tj. nazivnu) struju prekoračena, umetak se uništava i strujni krug se prekida. Njegov rad se može vratiti tek nakon zamjene elementa. Kada postoji kvar na povezanoj opremi, osigurači će pregorjeti odmah nakon uključivanja neispravnog uređaja, omogućujući utvrđivanje uzroka. Ako se to dogodilo na mreži kratki spoj, zaštitni uređaj radi na isti način.

Konvencionalni grafički simbol na dijagramu

Prema Jedinstveni sustav projektna dokumentacija Rusije, na grafički dijagrami U električnim krugovima osigurači su označeni pravokutnikom unutar kojeg prolazi ravna linija. Njegovi krajevi povezani su s 2 dijela lanca prije i poslije zaštitni uređaj.

U dokumentaciji za uvezene uređaje možete pronaći druge oznake:

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

Vrste i tipovi osigurača

Za uporabu u električnim krugovima različiti tipovi i sorte PP. Proizvodi proizvedeni u Rusiji razlikuju se po vrsti dizajna:

Pojam punine povezan je s prisutnošću unutar određenih vrsta umetaka tvari koja gasi električni luk koji se javlja u trenutku izgaranja vodiča. Strujni 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 vrsta, postoje različite vrste PP:

1. Mala struja se koristi u maloj snazi Kućanski aparati s potrošnjom struje do 6 A. To su cilindrični umetci s kontaktima na krajevima.
2. PCB-ovi montirani na vilice često se ugrađuju u automobile. Ime je zbog izgled: Kontakti su s jedne strane kućišta i umetnuti su u konektore, poput utikača u utičnicu.
3. Utikači su uobičajeni električni utikači za brojilo u jednofaznim mrežama. Nazivna struja takvih umetaka je 63 A, dizajnirani su za istovremeno uključivanje nekoliko kućanskih aparata. Pregorjeli umetak u takvom osiguraču nalazi se unutar keramičkog kućišta s uloškom; 1 kontakt ostaje izvana, a drugi je spojen na kontakte utikača. Ako je opterećenje prekoračeno, dio izgara, potpuno prekida struju u stanu. Napajanje se može obnoviti zamjenom umetka novim.
4. Struktura cjevastog PP-a nalikuje umetku za utikače, ali njegovo pričvršćivanje se vrši između 2 kontakta. Tip takvog fitilja je bez punjenja, a tijelo je napravljeno od vlakana, koje pri jakom zagrijavanju oslobađa plin.
5. Nožčasti osigurači dizajnirani su za vrijednost struje od 100-1250 A i koriste se u mrežama gdje je potrebno veliko opterećenje (na primjer, pri spajanju uređaja sa snažnim motorom).
6. Kvarc, ispunjen kvarcnim pijeskom, koristi se u mrežama napona do 36 kV.
7. Generiraju plin, sklopivi i nerastavljivi. Kada se vrste PSN i PVT spale, dolazi do snažnog ispuštanja plina, popraćenog pucanjem. PP se koristi za mreže napona 35-110 kV. Nazivna struja takvog PP-a 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 prostora ili poduzeća. One male snage ugrađene su u brojila: štite pojedinačne stanove. Stari kućanski aparati mogu imati i ugrađen PP (slabostrujni), ali moderni aparati rijetko sadrže te elemente.

Odabir uloška osigurača

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

Karakteristike vremenske struje izračunavaju se pomoću posebnih grafikona. Moraju se uzeti u obzir samo pri spajanju elektromotora na mrežu, čija početna struja nekoliko puta prelazi radni napon. Kada koristite nekoliko takvih uređaja (u poduzeću), izračunava se početni moment najjačeg motora.

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

Kako ne biste gubili vrijeme na izračune, odaberite nazivnu struju osigurača prema tablici.

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 tablici.

Proračun promjera žice osigurača

Složeni izračuni se rade kako bi se privremeno popravio spaljeni umetak ako ga nije moguće zamijeniti. Kako 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 63 A PP, 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:

• izmjerite njegov promjer;
• kubirajte ovaj broj i izvadite kvadratni korijen vrijednosti;
• pomnožite dobivenu brojku s 80.

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

Tijekom popravaka, odabrana žica je namotana oko kontakata spaljenog umetka, povezujući ih. Buba se umetne u utičnicu na kućištu osigurača.

Ako se žica ponovno rastali, to znači da je kvar u zaštićenom uređaju ili u mreži stana i oni se moraju popraviti. Ne možete koristiti deblju žicu jer to može izazvati požar.

Provjera funkcionalnosti

Moderni automobilski osigurači ponekad imaju ugrađeni indikator pregorjevanja. Kaže vlasniku da dio treba zamijeniti. U PCB pločama niske struje, 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 njegova izvedba može odrediti multimetrom. Prije provjere osigurača testerom, morate odabrati minimalnu vrijednost otpora (Ohm). Nanesite sonde ispitivača na kontakte PP i odredite očitanja uređaja:

• ako je vrijednost otpora nula ili blizu 0, donosi se zaključak o operativnosti umetka;
• ako tester pokazuje 1 ili znak beskonačnosti, tada je PP izgorio.

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

Umetci osigurača izrađeni su od bakra, cinka, olova ili srebra.

Današnji najnapredniji osigurači daju prednost bakrenim umetcima s kositrenim otapalom. Također su rašireni umetci od cinka.

Najprikladniji, jednostavniji i jeftiniji su bakreni umetci osigurača. Poboljšanje njihovih karakteristika postiže se spajanjem limene kuglice

određeno mjesto, otprilike u sredini umetka. Takvi se umeci koriste, na primjer, u spomenutoj seriji skupnih osigurača PN2. Kositar se tali na temperaturi od 232°, znatno nižoj od tališta bakra, i otapa bakar umetka na mjestu dodira s njim. Luk koji se u ovom slučaju pojavljuje već topi cijeli umetak i gasi se. Strujni krug se isključuje.

Dakle, spajanje limene kuglice rezultira sljedećim.

Prvo, bakreni umetci počinju reagirati s vremenskim odgodom na tako mala preopterećenja, na koja uopće ne bi reagirali u odsutnosti otapala. Na primjer, bakrena žica promjera 0,25 mm s otapalom se rastali na temperaturi od 280 ° u 120 minuta.

Škola za električara: članci, savjeti, korisne informacije

Drugo, pri istoj dovoljno visokoj temperaturi (tj. pod istim opterećenjem) umetci s otapalom reagiraju mnogo brže nego umetci bez otapala.

Na primjer, bakrena žica promjera 0,25 mm bez otapala na prosječnoj temperaturi od 1000° rastali se za 120 minuta, a ista se žica, ali s otapalom na prosječnoj temperaturi od samo 650°, rastali za samo 4 minute .

Korištenje kositrenog otapala omogućuje pouzdane i jeftine bakrene umetke koji rade na relativno niskim radnim temperaturama, imaju relativno mali volumen i težinu metala (što pogoduje sklopnoj sposobnosti osigurača) i u isto vrijeme imaju veća brzina pri velikim preopterećenjima i reagiraju s vremenskim odgodom na relativno mala preopterećenja.

Cink se često koristi za izradu topljivih uložaka. Konkretno, takvi se umeci koriste u spomenutoj seriji osigurača PR-2.

Umetci od cinka su otporniji na koroziju. Stoga bi, unatoč relativno niskom talištu, za njih, općenito govoreći, bilo moguće dopustiti istu maksimalnu radnu temperaturu kao i za bakar (250 °C) i projektirati umetke s manjim poprečnim presjekom. 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, sukladno tome povećavajući njegov presjek. Ispada da je umetak mnogo masivniji. To, pod jednakim uvjetima, dovodi do smanjenja uklopne sposobnosti osigurača. Osim toga, s masivnim umetkom s temperaturom od 250° ne bi bilo moguće održavati temperaturu uloška i kontakata na prihvatljivoj razini unutar istih dimenzija.

Zbog svega toga potrebno je smanjiti maksimalnu temperaturu cinčanih umetaka na 200°, au tu svrhu još više povećati presjek umetka. Zbog toga osigurači s cinčanim umetcima istih dimenzija imaju znatno manju otpornost na struje kratkog spoja od osigurača s bakrenim umetcima i kositrenim otapalima.

Škola za električara: članci, savjeti, korisne informacije

ELEKTROSPET

ELEKTROSPET

Materijal osigurača

Umetci osigurača izrađeni su od bakra, cinka, olova ili srebra. Glavni tehnički podaci ovih materijala u smislu njihove primjenjivosti za topljive uloške dati su u tablici. 1.

Stol 1.

U današnjim najnaprednijim osiguračima prednost se daje bakrenim umetcima s kositrenim otapalom. Također su rašireni umetci od cinka. Najprikladniji, jednostavniji i jeftiniji su bakreni umetci osigurača. Poboljšanje njihovih karakteristika postiže se spajanjem limene kuglice na određeno mjesto, otprilike u sredini umetka. Takvi se umeci koriste, na primjer, u spomenutoj seriji skupnih osigurača PN2. Kositar se tali na temperaturi od 232° C, znatno nižoj od tališta bakra, i otapa bakar umetka na mjestu dodira s njim. Luk koji se u ovom slučaju pojavljuje već topi cijeli umetak i gasi se. Strujni krug se isključuje.
Dakle, spajanje limene kuglice rezultira sljedećim.
Prvo, bakreni umetci počinju reagirati s vremenskim odgodom na tako mala preopterećenja, na koja uopće ne bi reagirali u odsutnosti otapala. Na primjer, bakrena žica promjera 0,25 mm s otapalom rastopljena je na temperaturi od 280 ° C u 120 minuta.
Drugo, pri istoj dovoljno visokoj temperaturi (tj. pod istim opterećenjem) umetci s otapalom reagiraju mnogo brže nego umetci bez otapala. Na primjer, bakrena žica promjera 0,25 mm bez otapala na prosječnoj temperaturi od 1000 °C rastali se za 120 minuta, a ista se žica, ali s otapalom na prosječnoj temperaturi od samo 650 °C, rastali za samo 4 minute.
Korištenje kositrenog otapala omogućuje pouzdane i jeftine bakrene umetke koji rade na relativno niskim radnim temperaturama, imaju relativno mali volumen i težinu metala (što pogoduje sklopnoj sposobnosti osigurača) i u isto vrijeme imaju veća brzina pri velikim preopterećenjima i reagiraju s vremenskim odgodom na relativno mala preopterećenja. Omjer Ip og:Iv za takve umetke je relativno mali (ne veći od 1,45), što olakšava izbor vodiča zaštićenih takvim umetcima osigurača od preopterećenja.
Cink se često koristi za izradu topljivih uložaka. Konkretno, takvi se umeci koriste u spomenutoj seriji PR2 osigurača. Umetci od cinka su otporniji na koroziju. Stoga bi, unatoč relativno niskom talištu, za njih, općenito govoreći, bilo moguće dopustiti istu maksimalnu radnu temperaturu kao i za (bakar 250 °C) i projektirati umetke s manjim poprečnim presjekom. 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, sukladno tome povećavajući njegov presjek. Ispada da je umetak mnogo masivniji. To, pod jednakim uvjetima, dovodi do smanjenja uklopne sposobnosti osigurača. Osim toga, s masivnim umetkom s temperaturom od 250°C ne bi bilo moguće održati temperaturu uloška i kontakata na prihvatljivoj razini u istim dimenzijama. Zbog svega toga potrebno je smanjiti maksimalnu temperaturu cinčanih umetaka na 200°C, a time i dodatno povećati presjek umetka. Zbog toga osigurači s cinčanim umetcima istih dimenzija imaju znatno manju otpornost na struje kratkog spoja od osigurača s bakrenim umetcima i kositrenim otapalima.
Kada postoji velika potreba, brojna poduzeća proizvode osigurače u vlastitim radionicama za popravak elektrotehnike. Istodobno, materijali od kojih su izrađeni elementi uloška 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 njegove nazivne struje, tj. Imin = (l,3-1,5)In.
Uzima se najveća struja pri kojoj uložak osigurača 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 njihove kvalitete, karakteristika i nazivne struje.
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 podloški, cink se postupno istiskuje ispod kontaktnog vijka i slabi kontakt. Bakreni umetak se ne može ugraditi u PR držač osigurača bez kositrenog otapala, budući da se pri visokoj temperaturi taljenja bakrenog umetka vlaknasti uložak brzo uništi.

Pregorjele osigurače treba zamijeniti rezervnim tvornički kalibriranim. Ako ih nema, mogu se privremeno zamijeniti unaprijed pripremljenim žicama predviđenim za određenu struju. Promjeri i materijali žica navedeni su u tablici 2.

Tablica 2.

Tijelo uložaka osigurača izrađeno je od varijanti posebne keramike visoke čvrstoće (porculan, steatit ili korund-mulit keramika) kako bi se osigurala njihova visoka prekidna sposobnost. Neke strane tvrtke (SAD, Japan) izrađuju kućišta osigurača od stakloplastike impregnirane silikonskom smolom. Analiza cijevi od mehaničke smole potvrđuje da se mogu koristiti za izradu kućišta osigurača. Vlačna čvrstoća kućišta proizvedenih na ovaj način veća je od iste veličine keramičkih kućišta s čeličnim krovom. Glavni faktor koji sprječava upotrebu smola je njihovo starenje na povišenim temperaturama. Na tjelesnoj temperaturi koja ne prelazi 30 0 C, ne otkriva se starenje, ali na višim temperaturama mehanička i električna svojstva smola s vremenom se pogoršavaju. Zbog činjenice da je moguće značajno pregrijavanje tijela osigurača kako u nominalnom načinu rada (do 120 0 C), tako iu području strujnih preopterećenja, upotreba izolacijskih smola za izradu kućišta i drugih konstrukcijskih elemenata osigurača će postati moguće tek nakon stvaranja smola za lijevanje s dovoljno velikim toplinskim otporom u različitim načinima rada osigurača.

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

Za kućišta osigurača s niskim nazivnim strujama obično se koristi posebno staklo.

PROJEKTIRANJE TOPLJIVIH ELEMENATA.

Sve vrste topljivih elemenata mogu se podijeliti u dvije skupine: poprečni presjek topljivog elementa konstantan po duljini i promjenjivi. Taljivi elementi stalnog presjeka obično se izrađuju od žice, a taljivi elementi promjenjivog presjeka obično se izrađuju od metalne folije ili tankog metalnog filma.

Omjer poprečnog presjeka širokog dijela elementa osigurača i poprečnog presjeka uskog istmusa određuje vrstu zaštitne karakteristike. Na primjer, brzi 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 kod topljivih elemenata s promjenjivim poprečnim presjekom. Kada se aktiviraju, osigurači s elementima osigurača konstantnog presjeka imaju velike vrijednosti struje taljenja i integrala taljenja, velike prenapone, ali trajanje gorenja luka i omjer maksimalne vrijednosti prenesene struje i struje taljenja u tim osigurača je znatno manje.

S povećanjem nazivnog napona osigurača u topljivim elementima promjenjivog poprečnog presjeka povećava se broj serijski spojenih uskih prevlaka, što je potrebno tako da kada osigurači rade, na svakoj prevlaci svijetli poseban luk. Kao rezultat povećanja broja uzastopno gorućih lukova, napon na osiguraču raste brže nego u slučajevima kada element osigurača ima samo jednu usku prevlaku.

Stvaranjem nekoliko relativno uskih paralelnih kanala za izgaranje električnog luka poboljšavaju se uvjeti za njegovo gašenje upotrebom više materijale za punjenje i smanjenje struje u svakom od paralelnih lukova, stoga je pri projektiranju topljive elemente poželjno podijeliti na više paralelnih grana. Broj paralelnih grana ograničen je tehnološkim poteškoćama u proizvodnji uskih prevlaka malih veličina.

Temperatura topljivih elemenata u različitim načinima rada osigurača varira u značajnim granicama. Kao rezultat toga dolazi do većeg ili manjeg istezanja topljivog elementa. Neke varijacije u veličinama kućišta osigurača također dovode do varijacija u duljinama elemenata osigurača od osigurača do osigurača, stoga je u elementima osigurača predviđeno nekoliko zavoja duž duljine, kompenzirajući razliku u duljini tijela i element osigurača kao rezultat utjecaja različitih čimbenika.

Kvaliteta osigurača uvelike ovisi o vrijednostima prijelaznih električnih otpora. Kako su studije pokazale, ako je kontaktni spoj elementa osigurača s kontaktima uloška osigurača loš, prijelazni otpor može doseći 50% električnog otpora elementa osigurača. Zbog toga se osigurači pregrijavaju u nazivnom načinu rada i smanjuje im se radni vijek. Osim toga, ako je kontaktna veza loša, smanjena je ponovljivost rezultata ispitivanja s jednog uzorka na drugi. Svi topljivi elementi osigurača visoke nazivne struje spajaju se na kontaktne stezaljke zavarivanjem, čime se osigurava dobra kvaliteta kontaktna veza. Za osigurače s niskim nazivnim strujama ponekad se koristi meko lemljenje, ali češće se koristi mehaničko stezanje. U rastavljivim osiguračima, element osigurača je spojen na stezaljke uloška osigurača pomoću stezaljke.

DIZAJN INDIKATORA AKTIVACIJE OSIGURAČA

Topljivi elementi modernih osigurača nalaze se unutar neprozirnog kućišta, a stanje topljivog elementa nije moguće vizualno utvrditi. Osobito je važno razumjeti stanje elementa osigurača za osigurače s visokom strujom zbog značajnih poteškoća povezanih s instaliranjem i uklanjanjem osigurača. U tom smislu primjenjuju se različite vrste indikatori koji pokazuju da li je element osigurača pregorio.

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

Indikatori okidača ovog tipa proizvode se u dvije vrste: autonomni - u obliku malog uloška osigurača s visokootpornim elementom osigurača i punilom, ugrađenog u vlastito kućište izvan uloška osigurača i ugrađenog u tijelo osigurača -veza. Autonomni pokazivači isključenja ponekad se montiraju izravno na osigurač, a ponekad se ugrađuju potpuno podalje od osigurača, s njim imaju samo električnu vezu. Potonji je tipičan za osigurače iz English Electric (Velika Britanija).

Nakon što indikatorska žica pregori, oslobađa se opruga koja izbacuje iglu obojenu svijetlom bojom koja je vizualni pokazatelj da je osigurač pregorio. Ponekad igla služi i kao udarač, djelujući na pomoćne kontakte osigurača. Kao rezultat toga, signal da je osigurač iskočio prenosi se odgovarajućim kontrolama.

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

1) početno taljenje glavnog taljivog elementa, paljenje luka na njemu. Aktivni otpor pokazivača usmjerava luk glavnog elementa osigurača, pomažući smanjiti stopu porasta napona preko raspora i smanjiti vršni napon;

2) početno taljenje žice pokazivača, a zatim topljenje glavnog elementa osigurača. Zbog činjenice da glavni topljivi element ima nizak aktivni otpor, on će premostiti prazninu nastalu nakon taljenja indikatorske žice i spriječiti dugotrajno gorenje luka u indikatoru;

3) gotovo istodobno taljenje glavnog taljivog elementa i žice okidača. Gorenje luka na pokazivaču može se pojaviti do kraja gorenja luka na glavnom topljivom elementu u nekim slučajevima, au drugim će se žarenje luka na kazaljci zaustaviti mnogo ranije nego u glavnom topljivom elementu.

Nažalost, pokazivači ove vrste 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 gustoća pakiranja punila pijeska u tijelu indikatora velika, sile trenja žice na punilu pijeska mogu premašiti elastičnu silu opruge i indikator rada možda neće raditi. Nedostatak ovih indikatora također je što u slučaju slučajnog mehaničkog loma elementa osigurača tijekom procesa montaže ili iz nekog drugog razloga, indikator rada ne prikazuje stvarno stanje osigurača bez uključivanja napona.

Plinske žarulje i LED diode spojene paralelno s uloškom osigurača također se koriste kao vizualni indikatori rada. Ali cijena takvih indikatora odziva je viša, a njihova operativna pouzdanost je niža od one kod gore opisanih indikatora rada.

ZATVORENI OSIGURAČI

Zatvoreni osigurači obično se izrađuju u obliku vlaknaste cijevi, zatvorene na krajevima mjedenim poklopcima. Unutar cijevi nalaze se topljivi umetci. Električni luk nastao izgaranjem uloška gori u zatvorenom volumenu. Kada luk gori, stijenke ispuštaju plin, tlak u cijevi raste i luk se gasi.

Zatvoreni osigurači serije PR-2 (sklopivi) imaju nazivne struje od 100 A do 1000 A, maksimalne sklopive struje pri naponu od 380 V i cosj³0,4 u rasponu od 6 kA do 20 kA. Insercije su uglavnom s istmusima.

OSIGURAČI S PUNILOM (PUNJENJE)

Topljivi ulošci smješteni su u medij sitnozrnatog čvrstog punila (na primjer: kreda, kvarcni pijesak), smješteni u porculansko ili plastično kućište. Električni luk koji nastaje tijekom taljenja umetaka dolazi u bliski kontakt sa sitnim zrncima punila, intenzivno se hladi, deionizira i stoga se brzo gasi.

Osigurači za punjenje serije PN-2 imaju nazivne struje od 100 A do 600 A, maksimalna prekidna struja 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, maksimalnu struju isključivanja do 100 kA pri naponu od 660 V.

U ovakvim osiguračima koriste se paralelni ulošci, čime je moguće dobiti veću rashladnu površinu uz isti ukupni presjek uložaka.

KRV SE SPAJA

Karakteristike na mjestu prije Krista osigurava se normalnim umetkom povećanog presjeka, a u području a-b drugi element.

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

TEKUĆI METAL– struja do 250 kA pri naponu 450 V naizmjenična struja. Osigurači rade opetovano s ograničenjem velike struje. (Razmotrite uređaj sami; Chunikhin, str. 514-515).

BRZO DJELUJUĆI 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.

OSIGURAČ-PREKIDAČKI BLOK. BPV nazivna struja do 350 A pri izmjeničnom naponu do 550 V.

ODABIR OSIGURAČA

Odaberite osigurače

1. prema uvjetima pokretanja i dugoročnog rada;

2. prema uvjetu selektivnosti.

1 Tijekom dugotrajnog rada temperatura zagrijavanja osigurača ne smije prelaziti dopuštene vrijednosti. U ovom slučaju osigurana je 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 štićene instalacije.

Osigurač ne bi trebao isključiti instalaciju tijekom preopterećenja koja su operativna (na primjer, struja pokretanja asinkroni motor s kaveznim rotorom može postići sedam puta veću struju od nazivne. Kako dolazi do ubrzanja, struja pokretanja pada na vrijednost jednaku nazivnoj struji motora. Trajanje starta ovisi o prirodi opterećenja).

Za motore s lakim uvjetima pokretanja (motori pumpi, ventilatora, alatnih strojeva)

,oni. Nazivna struja umetka odabire se na temelju struje početnog opterećenja.

Za teške uvjete pokretanja, kada se motor okreće sporo (pogon centrifuge, dizalice, drobilice), ili u isprekidanom načinu rada, kada se paljenja javljaju s velikom frekvencijom, umetci se odabiru s još većom rezervom

Ako je osigurač u liniji koja napaja nekoliko motora, uložak osigurača odabire se prema formuli:

gdje je izračunata nazivna struja voda, jednaka .

Razlika uzima se za motor s najvećom vrijednošću.

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

2 Odabir osigurača prema uvjetima selektivnosti.

Između izvora energije i potrošača obično se ugrađuje više osigurača koji bi trebali što selektivnije isključiti oštećena mjesta.

Osigurač koji propušta veću nazivnu struju ima umetak većeg presjeka od osigurača ugrađen 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 dosljednost 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 taljenja svog umetka, tj. t pl1 ³t p2. Kako bi se osigurala selektivnost, najkraće stvarno vrijeme odziva osigurača (za višu struja) mora biti veće od maksimalnog vremena odziva osigurača (za nižu nazivnu struju): , gdje je i vrijeme odziva osigurača za više i niže nazivne struje koje odgovaraju nazivnoj karakteristici.

Zbog proizvodnih tolerancija, vrijeme odziva osigurača može odstupati od nazivne vrijednosti za . Tada se gornja nejednakost može napisati u obliku .Množitelji 0,5 i 1,5 uzimaju u obzir da je osigurač uzet s negativnom tolerancijom vremena odziva, a osigurač uzet s pozitivnom tolerancijom. Kao rezultat, dobivamo potrebni uvjet selektivnosti: ,oni. za selektivni rad, vrijeme odziva osigurača s većom strujom treba biti 3 puta duže od osigurača s manjom strujom. Za osigurače istog tipa, za provjeru selektivnosti, dovoljno je provjeriti umetak s manjom strujom. nazivna struja pri najvećoj struji.

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

10 PREKIDAČA (PREKIDAČA)

Prekidači, u pravilu, namijenjeni su odspajanju oštećenog dijela mreže kada se u njemu pojavi hitni način rada (kratki spoj, struja preopterećenja, nizak napon). Toplinski i elektrodinamički (tijekom kratkog spoja) učinci povećanih struja mogu dovesti do kvara električne opreme. U uvjetima smanjenog napona, ako moment mehaničkog opterećenja na vratilu ostane nepromijenjen, povećana struja će također teći kroz motore koji rade.

Stroj, za razliku od kontaktora, ima jedinicu zaštitnih elemenata koji automatski detektira pojavu nenormalnih stanja u mreži i daje signal za isključivanje. Ako je kontaktor dizajniran samo za odsijecanje struja preopterećenja koje dosežu nekoliko tisuća ampera, tada stroj mora isključiti struje kratkog spoja koje dosežu nekoliko desetaka, pa čak i stotina kiloampera. Osim toga, stroj rijetko isključuje električni krug, dok je kontaktor namijenjen za česta radna uključivanja nazivnih struja opterećenja.

Postoji nekoliko vrsta strojeva: univerzalni(rad na istosmjernu i izmjeničnu struju), montaža(namijenjeni su za ugradnju na javno dostupnim površinama i izrađuju se prema vrsti ugradbenih proizvoda), brzodjelujući DC i potiskivanje magnetskog polja snažni generatori.

Slika - Strukturni dijagram stroja

Slika prikazuje shematski dizajn univerzalnog stroja u pojednostavljenom prikazu. Stroj prebacuje električni krug spojen na stezaljke A i B. U ovom položaju stroj je isključen i strujni krug napajanja je otvoren. Za uključivanje stroja potrebno je ručno zakrenuti ručicu 3 u smjeru kazaljke na satu.Stvara se sila koja će pomicanjem poluga 4 i 5 udesno okretati glavni nosivi dio 6 stroja oko fiksne osi O u smjeru kazaljke na satu. Prvo se zatvore i uključe kontakti za gašenje luka 8 i 10, a zatim glavni kontakti 7 i 11 stroja. Nakon toga, cijeli sustav ostaje u krajnjem desnom položaju, fiksiran posebnim zasunom, i drži se njime (nije prikazano na slici).

Pokretna opruga 2 se puni kada je stroj uključen. Kada se izda naredba za isključivanje, ona isključuje stroj. Kada struja kratkog spoja teče kroz zavojnicu elektromagnetskog okidača 1, na njegovoj armaturi se stvara elektromagnetska sila, pomičući poluge 4 i 5 prema gore izvan mrtve točke, zbog čega se prekidač automatski isključuje oprugom 2. U tom slučaju, kontakti se otvaraju, a luk koji nastaje na njima se upuhuje u komoru za gašenje luka 9 i gasi se u njoj.

Sustav poluga 4 i 5 obavlja funkcije mehanizma za slobodno otpuštanje, koji u stvarnim strojevima ima složeniju strukturu. Mehanizam slobodnog otpuštanja omogućuje stroju da se isključi u bilo kojem trenutku, uključujući i tijekom procesa prebacivanja, kada sila okretanja djeluje na pokretni sustav stroja. Ako se poluge 4 i 5 pomaknu prema gore izvan mrtve točke, prekida se kruta veza između pogonskog i pokretnog sustava. Mrtva točka odgovara položaju poluga kada se ravne linije i spojne osi rotacije podudaraju u smjeru jedna s drugom. Stroj se odmah isključuje djelovanjem povratne opruge 2, bez obzira djeluje li sila okretanja na pogonski sustav stroja ili ne.

Mehanizam za slobodno otpuštanje sprječava mogućnost uzastopnih ciklusa "isključeno-uključeno" stroja ("skakanje stroja") kada ga je moguće uključiti zbog kratkog spoja koji postoji u krugu. Zamislimo da će pri dodiru kontakata uključenog stroja kroz strujni krug proći struja kratkog spoja. U ovom slučaju, maksimalno otpuštanje 1 će djelovati i pomaknuti poluge mehanizma slobodnog otpuštanja 4 i 5 iznad mrtve točke. Stroj će se isključiti i više se neće uključiti, jer je prekinuta mehanička veza između sile okretanja i pokretnog sustava stroja. Da nema slobodnog mehanizma za otpuštanje, tada bi se nakon automatskog isključivanja stroja odmah ponovno uključio pod utjecajem sile prekidača, koji do tog trenutka nije mogao biti uklonjen. Došlo bi do višestrukih gašenja i uključivanja stroja u modu jakog kratkog spoja, brzo jedno za drugim, što bi moglo dovesti do uništenja stroja.

Kada je stroj isključen, prvi se otvaraju glavni kontakti 7 i 11, a sva struja će ići u paralelni krug kontakata za gašenje luka 8 i 10 s oblogama od materijala otpornog na luk. Na glavnim kontaktima ne smije se pojaviti luk kako ti kontakti ne bi izgorjeli. Lučni kontakti se otvaraju kada su glavni kontakti odvojeni značajnom udaljenošću. Na njima se pojavljuje električni luk, koji se diže prema gore i gasi u komori za gašenje luka 9.

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

Strojevi velike brzine namijenjeni su zaštiti istosmjernih instalacija (transport, pretvarač). Njihovo vlastito vrijeme rad - djelići milisekunde, konvencionalni automatski strojevi - desetinke sekunde.

Brzo otvaranje kontakata kada se dogodi hitan slučaj u mreži određuje karakterističnu značajku ovih strojeva. Otpor električnog luka koji se rano pojavljuje na kontaktima, spojenim u seriju na isključeni strujni krug, ograničava struju kratkog spoja, sprječavajući njezin porast do stalne vrijednosti. Brzina uređaja postiže se korištenjem polariziranih elektromagnetskih uređaja u pogonu, uređaja za intenzivno gašenje luka, magnetskih sustava u kojima promjenjivi magnetski tokovi ne zahvaćaju zatvorene namote i prolaze kroz lamelirani dio magnetskih krugova (borba protiv usporavajućeg učinka vrtložne struje) itd., kao i maksimalno pojednostavljenje kinematičke sheme uređaja i eliminacija međuveza između mjernog elementa (okidača) i kontakata.

AUTOMATSKA OTPUŠTANJA

Okidači u automatskim strojevima su mjerni elementi. Oni kontroliraju vrijednost odgovarajućeg parametra zaštićenog kruga i daju signal za isključivanje stroja kada dosegne određenu vrijednost, tzv. postavljanje(radna struja, radni napon itd.). Otpuštanja daju mogućnost reguliranja postavke unutar prilično širokih granica. Ovo je potrebno provesti selektivno(selektivna) zaštita električna mreža, u koji je uključen stroj.

Selektivnost zaštite postiže se prvenstveno zbog različitih vremena odziva prethodnog i sljedećeg stupnja zaštite. Razlika u vremenu odziva ovih stupnjeva naziva se korak selektivnosti u vremenu. Postoji također trenutni stupanj selektivnosti.

U razgranatoj mreži povećanje vremenskog kašnjenja od jednog stupnja zaštite do drugog može dovesti do neprihvatljivo velike vrijednosti ovog kašnjenja na posljednjim stupnjevima zaštite. Dugotrajni protok velike struje kratkog spoja (10 kA) može dovesti do neprihvatljivog zagrijavanja žica u krugu. Stoga, pri velikim strujama, preporučljivo je odmah isključiti prekidač (koji se nalazi u blizini mjesta strujnog kruga) pomoću okidača za isključivanje struje.

Osim elektromagnetske struje, toplinski okidač može reagirati na vrijednost struje, čija je struktura slična toplinskom releju. Ovaj okidač se ne koristi za zaštitu od struja kratkog spoja, budući da stvara neprihvatljivo visoka vremenska kašnjenja, međutim, omogućuje dobivanje dugih vremenskih kašnjenja potrebnih u radnim uvjetima za struje preopterećenja. Toplinski okidači imaju nedostatke: njihove zaštitne karakteristike (ovisnost vremena odziva o struji) su nestabilne i mijenjaju se s temperaturom okoline; vrijeme potrebno za vraćanje otpuštanja u prvobitni položaj nakon okidanja je dugo.

Strojevi također koriste podnaponske okidače, koji izdaju naredbu za isključivanje stroja kada napon padne ispod unaprijed određene razine. Takvi okidači obično su izgrađeni na elektromagnetskom principu. Kada napon padne ispod unaprijed određene razine, elektromagnetska sila je manja od sile povratne opruge. Armatura elektromagneta se oslobađa i preko srednje veze (valjak) djeluje na zasun stroja, zbog čega se potonji isključuje.

Za razliku od elektromagnetskih poluvodičkih okidača, koji se široko koriste u U zadnje vrijeme, nemaju tako veliki broj pokretnih mehaničkih elemenata. Ali njihove glavne prednosti leže u poboljšanim radnim karakteristikama: široki rasponi regulacije struja i vremena odziva, što omogućuje unificiranje proizvoda i proizvodnju manjeg asortimana proizvoda, finije i preciznije podešavanje vremena odziva pri velikim strujama kratkog spoja, itd. Mjerni elementi takvih okidača koriste strujne transformatore, a jedna od njihovih glavnih jedinica je jedinica vremenskog kašnjenja. Oni također uključuju izlazni relej koji odašilje signal okidajućem elektromagnetu. Vremensko kašnjenje u takvim okidačima postiže se upotrebom RC sklopova u upravljačkim krugovima tranzistora i upotrebom magnetskih pohranjivača i beskontaktnih brojača impulsa.

ARCLESS KONTAKTNI UREĐAJI

Krug izmjenične struje može se isključiti bez stvaranja luka ako se kontakti otvore dovoljnom brzinom neposredno prije nego struja prijeđe nulu. U to vrijeme, elektromagnetska energija pohranjena u krugu približava se nuli.

Slika Poluvalna struja

Na slici je prikazan poluval izmjenične struje. Ako točka A odgovara trenutku otvaranja kontakata i formiranja luka, tada će luk u ovom poluciklusu gorjeti neko vrijeme. Za to vrijeme će kroz njega proći količina elektriciteta određena površinom, a energija oslobođena u luku bit će relativno velika. Kada se kontakti uređaja otvore neposredno prije nego što struja prođe kroz nulu (točka B), u luku će se osloboditi znatno manje energije, budući da će njegov životni vijek i trenutne vrijednosti struje biti znatno manje. Kada se kontakti uređaja raziđu prije nego struja prođe kroz nulu, količina elektriciteta u fazi plinskog pražnjenja određena je područjem a stupac luka nema vremena akumulirati značajnu rezervu toplinske energije u svom volumenu. Ova se toplina brzo raspršuje blizu trenutnog prijelaza nule, a snaga oporavka međukontaktnog razmaka dobiva visoke vrijednosti i brzo se povećava s vremenom. Stvaraju se uvjeti u kojima se luk gasi prije nego što ima vremena za razvoj. Isključivanje kruga izmjenične struje postaje praktički bez luka.Rastavne naprave s fiksnim momentom divergencije kontakta neposredno prije nulte vrijednosti izmjenične struje obično se nazivaju. sinkrone sklopke.

Glavna poteškoća pri izradi sinkronih sklopki je postići potrebnu točnost rada uređaja neposredno prije struje nule i razdvojiti kontakte na potreban izolacijski razmak u vrlo kratkom vremenu prije nego što struja prođe kroz nulu. Da bi se prevladale ove poteškoće, trenutna stanka se umjetno produljuje na jedan poluciklus (c at) pomoću dioda.

UPRAVLJAČKI UREĐAJI I NEAUTOMATSKI PREKIDAČI

Komandni uređaji uključuju putne i krajnje sklopke, upravljačke tipke, uređaje s više krugova - upravljačke tipke i upravljačke kontrolere, čiji su brojni parovi kontakata uključeni određeni slijed prilikom okretanja ručice iz jednog položaja u drugi.

Putni i krajnji prekidači izvršiti prebacivanje upravljačkih i automatiziranih krugova na određenom dijelu puta koji prolazi upravljani mehanizam. Granični prekidači ugrađeni su, na primjer, u mehanizme uređaja za podizanje i transport, u nosače strojeva za rezanje metala. U prvom slučaju ograničavaju visinu podizanja tereta, u drugom - hod čeljusti, dajući signal na kraju kontroliranog hoda mehanizma za isključivanje motora (a u dizalima također signal za aktivirati elektromagnet kočnice).

Kontrolor naredbi– uređaj s više položaja koji upravlja zavojnicama kontaktora, čiji su glavni kontakti uključeni u strujne krugove električnih strojeva, transformatora i otpornika. Regulator je također uređaj s više položaja dizajniran za upravljanje električnim strojevima i transformatorima izravnim prebacivanjem strujnih krugova namota stroja, transformatora i otpornika. Uz pomoć kontrolera (i komandnih kontrolera), motori se mogu pokrenuti, kontrolirati brzinu, rikvercirati i zaustaviti.

Skupni prekidači– uređaji zatvorenog tipa. Luk nastaje i gasi se u ograničenom volumenu, zbog čega se tlak u tom volumenu povećava. Kako tlak raste, otpor luka i napon luka rastu. Fizički, to se objašnjava činjenicom da se s povećanjem tlaka smanjuju udaljenosti na kojima elementarne čestice plina međusobno djeluju. To dovodi, prvo, do povećanja intenziteta izmjene topline između čestica plina i poboljšanih uvjeta za prijenos topline iz luka i, drugo, do smanjenja srednjeg slobodnog puta elektrona u plinu. Uz sve ostale uvjete, to smanjuje intenzitet ionizacijskih procesa, jer elektron s kraćim srednjim slobodnim putem može dobiti manje energije kada se kreće u električnom polju. To dovodi do povećanja otpora luka i napona.

11 ELEKTROMEHANIČKI SKLOPNI UREĐAJI

KONTAKTORI I MAGNETSKI STARTERI

Kontaktor je dvopoložajni samoresetirajući uređaj, dizajniran za često prebacivanje struja koje ne prelaze struje preopterećenja, a pokreće ga pogon. Ovaj uređaj ima dva položaja prekidača koji odgovaraju njegovim uključenim i isključenim stanjima. Elektromagnetski pogon se najviše koristi u kontaktorima. Povratak kontaktora u isključeno stanje (samopovratak) događa se pod djelovanjem povratne opruge, mase pokretnog sustava ili zajedničkog djelovanja ovih čimbenika.

Pokretač je sklopni uređaj dizajniran za pokretanje, zaustavljanje i zaštitu elektromotora bez uklanjanja ili umetanja otpornika u njihove krugove. Starteri štite elektromotore od struja preopterećenja. Uobičajeni element takve zaštite je toplinski relej ugrađen u starter.

Struje preopterećenja za kontaktore i startere ne prelaze (8-20) puta preopterećenje u odnosu na nazivnu struju. Za način pokretanja motora s faznim rotorom i protustrujno kočenje tipične su (2,5-4) puta veće struje preopterećenja. Struje pokretanja elektromotora s kaveznim rotorom dostižu (6-10) puta preopterećenje u odnosu na nazivnu struju.

Elektromagnetski pogon sklopnika i startera uz odgovarajući odabir parametara može obavljati funkcije zaštite električne opreme od podnapona. Ako je elektromagnetska sila koju razvija pogon, kada napon u mreži opada, nedovoljna da zadrži uređaj u uključenom stanju, tada će se on spontano isključiti i tako osigurati zaštitu od pada napona. Kao što je poznato, smanjenje napona u opskrbnoj mreži uzrokuje strujanje preopterećenja kroz namote elektromotora ako mehaničko opterećenje na njima ostane nepromijenjeno.

Kontaktori su namijenjeni za preklapanje strujnih krugova elektromotora i drugih snažnih potrošača. Ovisno o vrsti sklopljene struje glavnog strujnog kruga, razlikuju se kontaktori istosmjerne i izmjenične struje. Imaju glavne kontakte opremljene sustavom za gašenje luka, elektromagnetski pogon i pomoćne kontakte.U pravilu, vrsta struje u upravljačkom krugu koji napaja elektromagnetski pogon podudara se s vrstom struje u glavnom krugu. Međutim, postoje slučajevi u kojima se zavojnice AC kontaktora napajaju iz istosmjernog kruga.

Slika 1 - Dijagram dizajna kontaktora

Na sl. Slika 1 prikazuje projektnu shemu kontaktora koji odvaja krug motora. U tom slučaju na zavojnici 12 nema napona i njezin pokretni sustav, pod djelovanjem povratne opruge 10, koja stvara silu F in, vratit će se u svoje normalno stanje.Luk D koji nastaje kada se glavni kontakti raziđu gasi se u komori za gašenje luka 5.

Sustav osigurava brzo kretanje luka od kontakata do komore magnetska eksplozija. Glavni strujni krug uključuje serijsku zavojnicu 1, koja je postavljena na čeličnu jezgru 2. Čelične ploče - polovi 3, smještene sa strane jezgre 2, dovode magnetsko polje koje stvara zavojnica 1 do zone gorenja luka u komori. . Interakcija ovog polja sa strujom luka dovodi do pojave sila koje pomiču luk u komoru.

Kontaktor će uključiti strujni krug strujom I 0 ako je doveden napon U po kolutu 12 pogonski elektromagnet. Protok F, stvoren strujom koja teče kroz zavojnicu elektromagneta, razvit će vučnu silu i privući armaturu 9 elektromagnet do srži, nadvladavajući sile F in protiveći se povratku 10 I Fk kontakt 8 opruge

Jezgra elektromagneta završava polnim dijelom 11, čiji je presjek veći od presjeka same jezgre. Ugradnjom polarnog nastavka postiže se lagano povećanje sile koju stvara elektromagnet, kao i modifikacija vučne karakteristike elektromagneta (ovisnost elektromagnetske sile o veličini zračnog raspora).

Kontakt Kontakti 4 I 6 međusobno i do zatvaranja strujnog kruga kada je sklopnik uključen dogodit će se prije nego što kotva elektromagneta potpuno privuče pol. Kako se armatura pomiče, pomični kontakt 6 činit će se kao da će "propasti", oslanjajući se gornjim dijelom na nepomični kontakt 4. Rotirat će se pod nekim kutom oko točke A te će uzrokovati dodatnu kompresiju kontaktne opruge 8. pojavit će se kvar kontakta, pri čemu se misli na količinu pomaka pomičnog kontakta na razini točke njegova kontakta s fiksnim kontaktom u slučaju da je fiksni uklonjen.

Kvar kontakata osigurava pouzdano zatvaranje strujnog kruga kada se debljina kontakata smanji zbog izgaranja njihovog materijala ispod. djelovanjem električnog luka. Veličina pada određuje opskrbu kontaktnim materijalom za trošenje tijekom rada kontaktora.

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

U trenutku kontakta, pokretni kontakt 6 odmah djeluje na fiksni kontakt 4 pritisak zbog prednapinjanje kontaktne opruge 8. Kao rezultat toga, kontaktni otpor kontakata u trenutku kontakta bit će mali i kontaktna ploča se neće zagrijati do značajne temperature kada je uključena. Osim toga, predkontaktni pritisak koji stvara opruga 8, omogućuje 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, izrađen od posebnog materijala, poput srebra, kako bi se poboljšali uvjeti dugotrajnog prolaska 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 (metalna keramika "srebro-kadmijev oksid" itd.). Fleksibilni spoj 7 (za dovod struje do pokretnog kontakta) izrađen je od bakrene folije (trake) ili tanke žice.

Kontakt rješenje je udaljenost između pokretnih i fiksnih kontakata kada je kontaktor isključen. Kontaktni razmak obično se kreće od 1 do 20 mm. Što je manji otvor kontakta, 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 otvora kontakta određena je: tehnološkim i radnim uvjetima, mogućnošću stvaranja metalnog mosta između kontakata kada je strujni krug prekinut, uvjetima za uklanjanje mogućnosti zatvaranja kontakata kada se pokretni sustav odbije od zaustavljanje kada je uređaj isključen. Rješenje kontakta također mora biti dovoljno da osigura uvjete za pouzdano gašenje luka pri malim strujama.

Slika 2 - Linearni starter

Prikazano na sl. 1 dijagram rotacijskog kontaktora prilično je tipičan. Obično su takvi kontaktori namijenjeni za rad u teškim uvjetima (visokofrekventni ciklusi sklopnih operacija, induktivni krugovi) pri relativno visokim vrijednostima nazivne struje (desetke i stotine ampera). Drugi uobičajeni tip kontaktora i startera je linearni; dizajniran je prvenstveno za niže nazivne struje (desetke ampera) i lakše radne uvjete. Linearni starter (slika 2) ima premosne kontakte 2 I 3, iz kojeg se luk upuhuje u komore za gašenje luka 1. Sila Fk kontaktna opruga stvara pritisak u zatvorenim kontaktima, povratna opruga F str vraća pokretni sustav uređaja u isključeno stanje kada se napon ukloni sa zavojnice. Uređaj se uključuje pomoću elektromagneta kada se na njegovu zavojnicu primijeni napon 5. Na polovima AC elektromagneta ugrađeni su kratkospojeni zavoji 4, otklanjanje vibracija armature u uključenom položaju uređaja.

Za razliku od istosmjernog sklopnika, u izmjeničnom sklopniku, kako bi se smanjili gubici vrtložnih struja, koriste se laminirane magnetske jezgre i kratkospojeni zavoji na polovima kako bi se uklonile vibracije 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 izmjeničnom načinu rada češće koristi rešetka za gašenje luka.

Za gašenje luka koriste se i komore s rešetkama za gašenje luka. Lučna rešetka je paket tankih metalnih ploča 5 (slika 1). Pod utjecajem elektrodinamičkih sila koje stvara sustav magnetskog udara, električni luk udara u rešetku i razbija se u niz kratkih lukova. Ploče intenzivno oduzimaju toplinu iz luka i gase ga, ali ploče rešetke za gašenje luka imaju značajnu toplinsku inerciju - s velikom učestalošću uključivanja dolazi do pregrijavanja i smanjuje se učinkovitost gašenja luka.

Snažni izmjenični kontaktori imaju glavne kontakte opremljene sustavom za gašenje luka - magnetskim udarom i komorom za gašenje luka s uskim prorezom ili rešetkom za gašenje luka, baš kao i DC sklopnici. Razlika u dizajnu je u tome što su AC kontaktori višepolni; Obično imaju tri glavna kontakta. Sve tri kontaktne jedinice rade od zajedničkog elektromagnetskog pogona tipa ventila, koji okreće osovinu kontaktora s pokretnim kontaktima instaliranim na njoj. Na istoj osovini ugrađeni su pomoćni kontakti tipa mosta. Kontaktori imaju prilično velike ukupne dimenzije. Koriste se za upravljanje elektromotorima značajne snage.

Kako bi se produžio vijek trajanja, dizajn kontaktora omogućuje promjenu kontakata.

Postoje kombinirani AC kontaktori u kojima su dva tiristora spojena paralelno na glavne normalno otvorene kontakte. U uključenom položaju struja teče kroz glavne kontakte, budući da 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. Budući da tiristori rade u kratkotrajnom režimu, njihova nazivna snaga je mala i ne zahtijevaju rashladne radijatore.

Naša industrija proizvodi kombinirane kontaktore tipa KT64 i KT65 s nazivnim strujama većim od 100 A, izrađene na temelju naširoko korištenih kontaktora KT6000 i opremljene dodatnim poluvodičkim blokom.

Preklopna otpornost na habanje kombiniranih kontaktora u normalnom načinu prebacivanja je najmanje 5 milijuna ciklusa, a sklopna otpornost na habanje poluvodičkih blokova je približno 6 puta veća. To im omogućuje ponovnu upotrebu u sustavima upravljanja.

Za upravljanje AC elektromotorima male snage koriste se prednji kontaktori s premosnim kontaktnim jedinicama. Dvostruko prekidanje strujnog kruga i pojednostavljeni uvjeti za gašenje luka izmjenične struje omogućuju bez posebnih komora za gašenje luka, što značajno smanjuje ukupne dimenzije kontaktora.

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

Zajedno s reed sklopkama niske struje, stvoreni su zapečaćeni energetski magnetski kontrolirani kontakti (gersikoni) koji su sposobni prebacivati ​​struje od nekoliko desetaka ampera. Na temelju toga razvijeni su kontaktori za upravljanje asinkronim elektromotorima snage do 1,1 kW. Gersikone karakterizira povećan kontaktni otvor (do 1,5 mm) i povećan kontaktni pritisak. Za stvaranje značajne sile elektromagnetske privlačnosti koristi se poseban magnetski krug.

Opseg primjene elektromagnetskih kontaktora je prilično širok. U strojogradnji se AC kontaktori najčešće koriste za upravljanje asinkronim elektromotorima. U ovom slučaju nazivaju se magnetski starteri. Magnetski starter je najjednostavniji skup uređaja za daljinski upravljač elektromotora i osim samog kontaktora često ima i tipkalnu stanicu i zaštitne uređaje.

Slika 1 (a, b) prikazuje dijagrame instalacije i spojeva nepovratnog magnetskog pokretača. Na dijagram ožičenja granice jednog uređaja ocrtane su isprekidanom linijom. Pogodan je za instaliranje opreme i rješavanje problema. Te je dijagrame teško čitati jer sadrže mnogo linija koje se sijeku.

Slika 1 - Krugovi nepovratnog startera

U shemi strujnog kruga svi elementi jednog uređaja imaju iste alfanumeričke oznake. To vam omogućuje da izbjegnete povezivanje konvencionalnih slika zavojnice kontaktora i kontakata zajedno, postižući najveću jednostavnost i jasnoću kruga.

Bespovratni magnetski pokretač ima KM kontaktor s tri glavna spojna kontakta (L1-S1, L2-S2, L3-S3) i jednim pomoćnim spojnim 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.

Za uključivanje elektromotora M potrebno je kratko pritisnuti tipku SB2 “Start”. U tom će slučaju struja teći kroz krug zavojnice kontaktora, a armatura će biti privučena jezgrom. Ovo će zatvoriti glavne kontakte u krugu napajanja motora. Istovremeno će se zatvoriti pomoćni kontakt 3 – 5,

koji će stvoriti paralelni krug za napajanje zavojnice kontaktora. Ako sada otpustite gumb Start, svitak kontaktora će se uključiti preko vlastitog pomoćnog kontakta. Ovaj tip strujnog kruga naziva se samoblokirajući krug. Pruža takozvanu nultu zaštitu motora. Ako tijekom rada elektromotora mrežni napon nestane ili se značajno smanji (obično za više od 40% nazivne vrijednosti), kontaktor se isključuje i njegov pomoćni kontakt se otvara. Nakon ponovnog uspostavljanja napona, za uključivanje elektromotora morate ponovno pritisnuti gumb "Start". Nulta zaštita sprječava neočekivano, spontano pokretanje elektromotora, što može dovesti do nezgode.

Uređaji za ručno upravljanje (prekidači, granični prekidači) nemaju zaštitu od nule, stoga se upravljanje kontaktorom obično koristi u sustavima upravljanja pogonom strojeva.

Za isključivanje elektromotora samo pritisnite tipku SB1 “Stop”. Ovo otvara krug samoopskrbe i isključuje zavojnicu kontaktora.

U slučaju kada je potrebno koristiti dva smjera vrtnje elektromotora koristi se reverzibilni magnetski starter, kružni dijagramšto je prikazano na slici 2, a. Za promjenu smjera vrtnje asinkronog elektromotora potrebno je promijeniti redoslijed faza namota statora. Reverzibilni magnetski starter koristi dva kontaktora: KM1 i KM2. Iz dijagrama je vidljivo da ako se oba kontaktora slučajno uključe istovremeno, doći će do kratkog spoja u glavnom strujnom krugu. Kako bi se to spriječilo, krug je opremljen bravom. Ako nakon pritiska na tipku SB3 "Naprijed" i uključivanja kontaktora KM1, pritisnete tipku SB2 "Natrag", kontakt za otvaranje ovog gumba isključit će svitak kontaktora KM1, a kontakt za zatvaranje će napajati kontaktor KM2. zavojnica. Motor će se okrenuti unazad.

Slika 2 - Krugovi reverzibilnog startera

Sličan dijagram upravljačkog kruga reverzibilnog startera s međusobnom blokadom na pomoćnim prekidnim kontaktima prikazan je na slici 2, b. U ovoj shemi, uključivanje jednog od kontaktora, na primjer KM1, otvara krug napajanja zavojnice drugog kontaktora KM2. Za preokret, prvo morate pritisnuti tipku SB1 "Stop" i isključiti kontaktor KM1. Za pouzdan rad strujnog kruga potrebno je da se glavni kontakti kontaktora KM1 otvore prije nego što dođe do zatvaranja prekidnih pomoćnih kontakata u krugu kontaktora KM2. To se postiže odgovarajućim podešavanjem položaja pomoćnih kontakata duž armature.

Često se koriste u serijskim magnetskim pokretačima dvostruka brava prema gore navedenim principima. Osim toga, reverzibilni magnetski pokretači mogu imati mehaničku blokadu s polugom za promjenu koja sprječava istodobni rad elektromagneta kontaktora. U tom slučaju oba kontaktora moraju biti instalirana na zajedničkoj bazi.

Otvoreni magnetski pokretači montirani su u ormare električne opreme. Starteri otporni na prašinu i prskanje opremljeni su kućištem i montirani na zid ili stalak kao zaseban uređaj.

Izbor elektromagnetskih kontaktora prema nazivnoj struji elektromotora, uzimajući u obzir radne uvjete. GOST 11206-77 uspostavlja nekoliko kategorija AC i DC kontaktora. AC sklopnici kategorija AC-2, AC-3 i AC-4 namijenjeni su za preklapanje strujnih krugova asinkronih elektromotora. Kontaktori kategorije AC-2 služe za pokretanje i zaustavljanje elektromotora s namotanim rotorom. Oni rade u najlakšem režimu jer se ti motori obično pokreću pomoću rotorskog reostata. Kategorije AC-3 i AC-4 omogućuju izravno pokretanje elektromotora s kaveznim rotorom i moraju biti projektirani za šesterostruko povećanje struje pokretanja. Kategorija AC-3 omogućuje isključivanje rotirajućeg asinkronog elektromotora. Kontaktori kategorije AC-4 namijenjeni su za protustrujno kočenje elektromotora s kaveznim rotorom ili za isključivanje stacionarnih elektromotora i rade u najtežim uvjetima.

Kontaktori dizajnirani za rad u AC-3 načinu rada mogu se koristiti u uvjetima koji odgovaraju kategoriji AC-4, ali je nazivna struja kontaktora smanjena za 1,5-3 puta. Slične kategorije primjene predviđene su za DC kontaktore.

Kontaktori kategorije DS-1 koriste se za preklapanje niskoinduktivnih trošila. Kategorije DS-2 i DS-3 dizajnirane su za upravljanje istosmjernim elektromotorima s paralelnom pobudom i omogućuju sklopnu struju jednaku. Kategorije DS-4 i DS-5 koriste se za upravljanje istosmjernim elektromotorima sa sekvencijalnom uzbudom.

Ove kategorije definiraju normalni sklopni način rada u kojem kontaktor može dugo raditi neprekidno. Osim toga, razlikuje se način rijetkog (slučajnog) prebacivanja, kada se sklopni kapacitet kontaktora može povećati za približno 1,5 puta.

Ako asinkroni elektromotor radi u isprekidanom načinu rada, kontaktor se odabire na temelju vrijednosti efektivne struje. Na izbor kontaktora utječe stupanj zaštite kontaktora. Zaštićeni kontaktori imaju lošije uvjete hlađenja, a nazivna struja im je smanjena za oko 10% u odnosu na otvorene kontaktore.

KONTAKTNO - LUČNI SUSTAVI KONTAKTORA

Kontaktori obično koriste kontakte poluge (slika 1, a) i mosta (slika 1, b). U kontaktima poluge, kada su isključeni, formira se jedan razmak (jedan luk), u kontaktima mosta - dva (dva luka). Stoga su, pod jednakim uvjetima, mogućnosti za odspajanje električnih krugova za uređaje s premosnim kontaktima veće nego za uređaje s polužnim (prstnim) kontaktima.

Slika 1 – Kontakti poluge i mosta

Mosni kontakti, u usporedbi s kontaktima poluge, imaju nedostatak da se u zatvorenom stanju u njima stvaraju dva kontaktna strujna prijelaza, u svakom od kojih se mora stvoriti pouzdan dodir. Stoga se sila kontaktne opruge mora udvostručiti (u usporedbi s kontaktima poluge), što u konačnici povećava snagu elektromagnetskog pogona kontaktora.

U izmjeničnim kontaktorima za prekidne struje do 100 A pri mrežnom naponu do 100-200 V mogu se izostaviti komore za gašenje luka, jer se luk gasi istezanjem u atmosferskom zraku (otvoreni prekid). Kako bi se spriječilo preklapanje električnih lukova na susjednim polovima, koriste se izolacijske pregrade. Kontaktori s prekidom otvorenog luka također postoje na istosmjernoj struji, ali su prekinute struje za njih znatno manje.

Pri visokim vrijednostima prekidnih struja i napona, uređaji su opremljeni komorama za gašenje luka, od kojih su najčešće prorezne kamere I rešetke za suzbijanje luka. Utorna komora (slika 2, a) tvori uski razmak (utor) unutar između stijenki izrađenih od izolacijskog materijala otpornog na električni luk (azbestni cement, itd.). U njega se ubacuje električni luk 1 i ondje se gasi zbog pojačanog odvođenja topline u bliskom kontaktu sa stijenkama.

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

Najvažnija karakteristika lučnog otvora je volt-amperska karakteristika. Pomoću njega možete izračunati procese gašenja luka kada je krug isključen.

Slika 2 – Lučne komore

Kao što je pokazalo radno iskustvo, rešetka za gašenje luka nije prikladna za česte ispade kruga pri relativno visokim strujama. Uz visoku učestalost gašenja, njegove se ploče zagrijavaju do visoke temperature i nema vremena da se ohladi. Oni ne mogu ohladiti stupac luka, a mreža ne funkcionira. Za režim čestih prekida strujnog kruga prikladniji su lučni kanali s prorezima. , m, između ploča 3 na sl. 3, a) u skladu sa zakonom ukupne struje za jednoliko polje (HL=Iw), jakost polja (A/m)

.

Zamjenom ove vrijednosti u (*), dobivamo:

,

gdje je broj zavoja zavojnice.

Budući da je u sustavu sa serijskim magnetskim svitkom za puhanje sila proporcionalna kvadratu struje, preporučljivo je koristiti ovu vrstu puhanja u kontaktorima projektiranim za relativno velike nazivne struje. Da bi se smanjila potrošnja bakra za izradu svitka, čiji presjek treba odabrati prema nazivnoj struji kontaktora, poželjno je imati što manje zavoja svitka. Međutim, ovaj broj zavoja mora osigurati takvu jakost magnetskog polja u zoni njegove interakcije sa strujom luka, koja će stvoriti uvjete za pouzdano gašenje luka u zadanom rasponu prekinutih struja. Obično se mjeri u jedinicama pri nazivnim strujama od stotina ampera, a kod struja od desetak ampera doseže deset i više.

Prednost serijskih sustava magnetskih zavojnica je u tome što je smjer sile neovisan o smjeru struje. To omogućuje da se navedeni sustav koristi ne samo na istosmjernoj, već i na izmjeničnoj struji. Međutim, na izmjeničnoj struji, zbog pojave vrtložnih struja u magnetskom krugu, može doći do faznog pomaka između struje luka i rezultirajuće jakosti magnetskog polja u zoni gorenja luka, što može uzrokovati odbacivanje luka natrag u komora.

Nedostatak sustava sa serijskim magnetskim svitkom je mala jakost magnetskog polja koju stvara pri malim uključenim strujama. Stoga se parametri ovog sustava moraju odabrati tako da se u području ovih struja osigura maksimalna moguća jakost magnetskog polja u zoni gorenja luka, bez pribjegavanja značajnom povećanju broja zavoja magnetske zavojnice, tako da kako ne bi došlo do nepotrebne potrošnje bakra za njegovu proizvodnju. Pri niskim strujama, magnetski krug ovog sustava ne bi trebao postati zasićen. Tada se gotovo cijela sila magnetiziranja zavojnice kompenzira padom magnetskog potencijala u zračnom rasporu i jakost magnetskog polja u njemu bit će najveća moguća. Naprotiv, pri velikim strujama preporučljivo je dovesti magnetski krug u zasićenje kada njegov magnetski otpor postane velik. Time će se smanjiti jakost magnetskog polja u području gdje se nalazi luk, smanjiti jačina i intenzitet gašenja luka te smanjiti prenaponi tijekom njegovog gašenja.

Postoji sustav s paralelnom magnetskom zavojnicom, kada zavojnica 1 (vidi sliku 3), koja sadrži stotine zavoja tanke žice i dizajnirana je za puni napon izvora energije, stvara jakost magnetskog polja (A/m) u zona gorenja luka

.

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

,

Gdje

U ovom sustavu sila koja djeluje na luk proporcionalna je prvoj snazi ​​struje. Stoga se ispostavlja prikladnijim za kontaktore s malim strujama (do otprilike 50 A).

Kontaktor s paralelnim svitkom magnetskog udara reagira na smjer 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 nezgode u kontaktoru. Ovo je nedostatak sustava koji se razmatra. Nedostatak ovog sustava je također potreba za povećanjem razine izolacije svitka na temelju punog mrežnog napona. Smanjenje mrežnog napona dovodi do smanjenja sile magnetiziranja zavojnice i slabljenja intenziteta magnetskog udara, što smanjuje pouzdanost gašenja luka.

U sustavu magnetskog puhanja umjesto naponske zavojnice može se koristiti permanentni magnet. Svojstva takvog sustava slična su sustavu s paralelnom magnetskom zavojnicom. Zamjenom naponske zavojnice trajnim magnetom eliminira se potrošnja bakra i izolacijskih materijala koji bi bili potrebni za izradu zavojnice. Istodobno, svojstva trajnog magneta u sustavu ne bi trebala biti povrijeđena tijekom rada.

Ne koriste se sustavi s paralelnom magnetskom zavojnicom i permanentnim magnetima na izmjeničnu struju, jer je praktički nemoguće uskladiti smjer magnetskog toka sa smjerom struje luka kako bi se u bilo kojem trenutku dobio isti smjer sile.

Povećanjem jakosti polja magnetskog udara poboljšavaju se uvjeti silaska luka s kontakata na rogove za gašenje luka i olakšava njegov ulazak u komoru. Stoga se s rastom smanjuje i trošenje kontakata od toplinskih učinaka luka, ali do određene granice.

Visoke jakosti polja stvaraju značajne sile koje djeluju na luk i izbacuju rastaljene metalne mostove iz međukontaktnog procjepa u atmosferu. To povećava kontaktno trošenje. Pri optimalnoj jakosti polja trošenje kontakta je minimalno.

Trošenje kontakta važan je tehnički čimbenik. Stoga se poduzimaju ozbiljne mjere, poput smanjenja vibracija kontakata kada je uređaj uključen, kako bi se smanjilo trošenje i produžio radni vijek kontakata.

Važna karakteristika Uređaj za gašenje luka izmjeničnom strujom je obrazac rasta nadoknadiva snaga međukontaktni razmak nakon prolaska struje kroz nulu.

12 ŠTAFETA. INTEGRIRANI KRUGOVI – TEHNIČKA OSNOVA ZA IZRADU OPREME RELEJNE ZAŠTITE

Relejna zaštita svake električne instalacije sastoji se od tri glavna dijela: mjernog, logičkog i izlaznog. Mjerni dio uključuje mjerne i okidačke zaštitne elemente koji djeluju na logički dio u slučaju odstupanja električni parametri(struja, napon, snaga, otpor) od unaprijed postavljenih vrijednosti za štićeni objekt.

Logički dio sastoji se od zasebnih sklopnih elemenata i elemenata vremenske odgode, koji pri određenom djelovanju (aktivaciji) mjernih i okidačkih elemenata, u skladu s programom za pokretanje ugrađenim u logički dio