Naprava, sestavljena iz taljivega kovinskega elementa v obliki tanke plošče ali žice in ohišja s kontaktno napravo, se imenuje varovalka. Zasnovan je za zaščito električna vezja zaradi tokov preobremenitve in kratkega stika.

Dolgotrajni tokovni tok je normalen način delovanja talilnega vložka. Ko pa se obremenitev poveča nad nazivno vrednostjo ali pride do kratkega stika (I omrežje> I vstavi), se kovina segreje do temperature taljenja in s taljenjem prekine tokokrog. Za razliko od vložek varovalke je za enkratno uporabo in ga je treba zamenjati z novim, ko se sproži.

Taljivi vložki so izdelani, običajno iz zlitine svinca in bakra, s kositrom in tudi z drugimi kovinami. Bakrene vložke pred vgradnjo pocinkamo, da preprečimo oksidacijo kovine in poslabšanje njenih prevodnih lastnosti. Imajo majhen presek, ker imajo nizek upor. Precej veliko število varovalk je opremljenih s sredstvi za gašenje obloka v svojem ohišju (na primer vlakna ali kremenčev pesek). Tok, za katerega je izračunan talilni vložek, se imenuje nazivni tok talilnega vložka I, v nasprotju z nazivno varovalko I fuse. , za katere se izračunajo tokovni deli naprave, pa tudi kontaktni in obločni deli za gašenje.

Čas izgorevanja talilnega vložka je odvisen od toka, ki teče skozenj, odvisnost tega toka od časa izgorevanja t=f(I) pa imenujemo zaščitna karakteristika. Spodaj je prikazano:

Na sliki so prikazane značilnosti dveh različnih varovalk 1 in 2. Imata različne nazivne tokove in, kot lahko vidimo iz grafa, bo pri enakem preobremenitvenem toku naprava 1 izgorela hitreje kot 2. Skladno s tem je nižja nazivna vrednost naprava, hitreje bo pregorela. Ta lastnost omogoča selektivno zaščito električnih tokokrogov.

Avtor: oblikovne značilnosti Ločimo cevne in vtične varovalke.

Cevasti - izdelani so zaprti z ohišji iz plinotvornega materiala - vlaken; ko se temperatura dvigne, se v cevi ustvari visok pritisk, zaradi katerega se veriga zlomi. Varovalka tipa PR:

Kje: 1 – zapiralni kontakti, 2 – medeninasti pokrovčki, 3 – medeninasti obročki, 4 – taljivi vložek, 5 – vlaknena cev.

Takšna naprava je sestavljena iz talilnega vložka 4, ki je zaprt v vlakneni cevi 5 zložljivega tipa, ojačani s končnimi medeninastimi obroči 2, ki zapirajo kontakte 1.

Vtične varovalke se praviloma uporabljajo v svetlobnih inštalacijah, za zaščito gospodinjskih porabnikov (števci električne energije), pa tudi za elektromotorje nizke in srednje moči. Od cevastih se razlikujejo po načinu pritrditve taljivega vložka.

Obstajajo tudi samoponovne varovalke. Bistvo njihovega dela je, da pri segrevanju močno spremenijo svoj upor navzgor, kar vodi do prekinitve tokokroga. Takoj, ko njihova temperatura pade na delovno temperaturo, se upor zmanjša in tokokrog se ponovno zapre. Njihova zasnova temelji na polimernih materialih, ki imajo pri normalnih temperaturnih pogojih kristalno mrežo in se pri segrevanju močno spremenijo v amorfno stanje.

Takšne varovalke se pogosto uporabljajo v digitalni tehnologiji (računalniki, Mobilni telefon, avtomatizirani sistemi za nadzor procesov). Zaradi visokih stroškov se običajno ne uporabljajo v napajalnih tokokrogih. So zelo priročni, ker jih po zlomu verige ni treba zamenjati.

Precej električarjev, da bi se izognili pogostemu izgorevanju talilnih vložkov, naredi tako imenovane "hrošče" - namesto posebne zlitine talilnega vložka pritrdijo navadno žico majhnega preseka. Tega ne bi smeli storiti, ker se lahko čas izgorevanja zlitine in navadne žice istega preseka zelo razlikuje, kar lahko povzroči hude posledice. Zato, če se vaše varovalke pogosto sprožijo, morate ugotoviti razlog za njihovo sprožitev in ne poskušati okrepiti zaščite z namestitvijo "hroščev".

Zasnovo in delovanje varovalk si lahko ogledate tudi tukaj:

Varovalka je električni element, ki opravlja zaščitno funkcijo. Za razliko od odklopnika je treba po vsakem delovanju zamenjati prekinitveni del. Varovalko, ki izgori pri prekoračitvi dovoljenega nazivnega toka, je treba izbrati ob upoštevanju obremenitve omrežja.

Načelo delovanja in namen varovalk

Znotraj vložka varovalke je vodnik iz čiste kovine (baker, cink itd.) ali zlitine (jeklo). Zaščita tokokroga temelji na fizični lastnosti kovin, da se segrejejo, ko tok prehaja. Mnoge zlitine imajo tudi pozitiven koeficient toplotne upornosti. Njegov učinek je naslednji:

• ko je tok pod nazivno vrednostjo, predvideno za prevodnik, se kovina enakomerno segreje, uspe odvajati toploto in se ne pregreva;
• prevelik tok vodi do močnega segrevanja, zvišanje temperature kovine pa povzroči povečanje njegove odpornosti;
• Zaradi povečanega upora se prevodnik še močneje segreva, pri prekoračitvi tališča pa se uniči.

Taljenje vložka v električni varovalki temelji na tej lastnosti. Oblika in presek vodnika sta lahko različna glede na namen uporabe: od tanke žice v gospodinjskih in avtomobilskih napravah do debelih plošč, namenjenih za tok več tisoč amperov (A).

Kompaktni del ščiti električni krog pred preobremenitvijo in kratkim stikom. Če je dovoljeni tok za omrežje (tj. nazivni) presežen, se vložek uniči in tokokrog prekine. Njegovo delovanje je mogoče obnoviti šele po zamenjavi elementa. Če pride do okvare povezane opreme, bodo varovalke pregorele takoj po vklopu okvarjene naprave, kar bo omogočilo določitev vzroka. Če se je zgodilo v omrežju kratek stik, zaščitna naprava deluje na enak način.

Običajni grafični simbol na diagramu

Po navedbah Enoten sistem projektna dokumentacija Rusije, na grafični diagrami V električnih tokokrogih so varovalke označene s pravokotnikom, znotraj katerega poteka ravna črta. Njegovi konci so povezani z dvema deloma verige pred in za zaščitno napravo.

V dokumentaciji za uvožene naprave najdete druge oznake:

• pravokotnik z ločenimi deli na koncih (standard IEC);
• valovita črta (IEEE/ANSI).

Vrste in vrste varovalk

Za uporabo v električnih tokokrogih različni tipi in sorte PP. Izdelki, proizvedeni v Rusiji, se razlikujejo po vrsti oblikovanja:

Koncept polnosti je povezan s prisotnostjo v določenih vrstah vložkov snovi, ki ugasne električni oblok, ki se pojavi v trenutku, ko vodnik izgori. Tokokrog se bo odprl šele, ko izgine. Zato bučke, polnjene s PP, vsebujejo kremenčev pesek. Nenapolnjeni lahko sproščajo pline, ki ugasnejo oblok. To se zgodi, ko se material vložka segreje.

Poleg vrst obstajajo različne vrste PP:

1. Nizek tok se uporablja pri nizki moči gospodinjski aparati s tokovno porabo do 6 A. To so cilindrični vložki s kontakti na koncih.
2. PCB-ji, nameščeni na vilice, so pogosto nameščeni v avtomobilih. Ime je zaradi videz: Kontakti so na eni strani ohišja in so vstavljeni v konektorje, kot vtič v vtičnico.
3. Vtični vtiči so običajni električni vtiči za merilnike v enofaznih omrežjih. Nazivni tok takih vložkov je 63 A; zasnovani so za hkratno vklop več gospodinjskih aparatov. Pregoreli vložek v taki varovalki se nahaja znotraj keramičnega ohišja s kartušo; 1 kontakt ostane zunaj, drugi pa je povezan s kontakti vtiča. Če je obremenitev presežena, del izgori in popolnoma prekine napajanje stanovanja. Napajanje je mogoče obnoviti z zamenjavo vložka z novim.
4. Struktura cevastega PP spominja na vložek za čepe, vendar je njegova pritrditev izvedena med 2 kontaktoma. Vrsta takšne varovalke je nepolnjena, telo pa je iz vlaken, ki ob močnem segrevanju sproščajo plin.
5. Nožne varovalke so zasnovane za vrednost toka 100-1250 A in se uporabljajo v omrežjih, kjer je potrebna velika obremenitev (na primer pri priključitvi naprave z močnim motorjem).
6. Kremen, polnjen s kremenčevim peskom, se uporablja v omrežjih z napetostjo do 36 kV.
7. Generator plina, zložljiv in nerazstavljiv. Pri sežigu sort PSN in PVT pride do močnega sproščanja plina, ki ga spremlja pokanje. PP se uporablja za omrežja z napetostjo 35-110 kV. Nazivni tok takega PP je do 100A.

Odvisno od skupne obremenitve omrežja so nameščene različne vrste PP - močnejši so nameščeni v posebnih transformatorskih kabinah; lahko prenesejo tok, ki ustreza potrebam stanovanjskega območja ali podjetja. Tisti z nizko močjo so nameščeni v števcih: ščitijo posamezna stanovanja. Stari gospodinjski aparati imajo lahko vgrajen tudi PP (slabotok), moderni aparati pa redko vsebujejo te elemente.

Izbira talilnega vložka

Pri izbiri varovalk se upoštevajo njihove nazivne vrednosti, časovno-tokovne karakteristike in skupna obremenitev omrežja (skupna moč vseh delovnih elementov). Nazivni tok PP je tisti, ki ga lahko prenese talilni vložek pred uničenjem. Ta vrednost je navedena na njegovem ohišju (na primer oznaka 63 A za plutaste gospodinjske varovalke).

Časovno-tokovne karakteristike se izračunajo s pomočjo posebnih grafov. Upoštevati jih je treba le pri priključitvi elektromotorja na omrežje, katerega začetni tok večkrat presega delovno napetost. Pri uporabi več takih naprav (v podjetju) se izračuna začetni navor najmočnejšega motorja.

Skupna (največja) moč obremenitve omrežja je vsota vseh obratovalnih tokov naprav (navedeno v navodilih in na ohišju). Če je elektromotor priključen na omrežje, se upošteva tudi njegov začetni navor, deljen s koeficientom k = 2,5 (za lahek zagon in rotorje s kletko) ali 2-1,6 (za težak zagon ali fazno navitje). rotorji).

Da ne izgubljate časa z izračuni, izberite nazivni tok talilnega vložka v skladu s tabelo.

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 vrstica (W) označuje moč naprave, ki je navedena na ohišju, druga (A) pa nazivno vrednost varovalke. Za stanovanjsko omrežje boste morali sešteti vrednosti W vseh gospodinjskih aparatov in poiskati ustrezno številko v tabeli.

Izračun premera žice varovalke

Izdelani so zapleteni izračuni, da se začasno popravi zgoreli vložek, če ga ni mogoče zamenjati. Da bi bilo omrežje zaščiteno pred preobremenitvijo, mora debelina žice, ki se uporablja za namestitev "hrošča", ustrezati nazivni vrednosti uničenega vložka. Za omrežje mestnega stanovanja, kjer je nameščen PP 63 A, lahko uporabite bakreno žico s premerom 0,9 mm.

Če je potrebno popravilo druge zaščitne naprave, morate določiti oceno PP (navedeno na ohišju) in nato določiti skladnost obstoječe bakrene žice:

• izmerite njegov premer;
• kubirajte to število in izvlecite kvadratni koren vrednosti;
• dobljeno številko pomnožite z 80.

Rezultat mora biti približno enak oceni PP, navedeni na ohišju.

Med popravilom se izbrana žica navije okoli kontaktov zgorelega vložka in jih poveže. Hrošč se vstavi v vtičnico na ohišju varovalke.

Če se žica ponovno stopi, je napaka v zaščiteni napravi ali v omrežju stanovanja in jih je treba popraviti. Ne morete uporabiti debelejše žice, ker lahko povzroči požar.

Preverjanje funkcionalnosti

Sodobne avtomobilske varovalke imajo včasih vgrajen indikator pregorelosti. Lastniku pove, da je treba del zamenjati. Pri tiskanih vezjih z nizkim tokom je žica vidna skozi prozorno telo. Toda del programske opreme je neprozoren in nima indikatorjev.

Če je nemogoče vizualno določiti prekinitev vodnika znotraj tiskanega vezja, lahko njegovo delovanje določite z multimetrom. Preden preverite varovalko s testerjem, morate izbrati najmanjšo vrednost upora (Ohm). Nanesite sonde testerja na kontakte PP in določite odčitke naprave:

• ko je vrednost upora enaka nič ali blizu 0, se sklepa o delovanju vložka;
• če tester pokaže 1 ali znak neskončnosti, potem je PP pregorel.

Če ima tester zvočno napravo, lahko preprosto zazvonite varovalko z uporabo sond na kontaktih. Škripanje testerja kaže na uporabnost elementa.

Talilni vložki so izdelani iz bakra, cinka, svinca ali srebra.

Današnje najnaprednejše varovalke dajejo prednost bakrenim vložkom s kositrnim topilom. Razširjeni so tudi cinkovi vložki.

Najbolj priročni, enostavni in poceni so bakreni vložki varovalk. Njihove lastnosti se izboljšajo s taljenjem kositrne krogle

določenem mestu, približno na sredini vložka. Takšni vložki se uporabljajo na primer v omenjeni seriji množičnih varovalk PN2. Kositer se tali pri temperaturi 232°, bistveno nižji od tališča bakra, in raztopi baker vložka na mestu stika z njim. Oblok, ki se pojavi v tem primeru, že stopi celoten vložek in ugasne. Tokokrog se izklopi.

Tako taljenje kositrne kroglice povzroči naslednje.

Prvič, bakreni vložki začnejo s časovnim zamikom reagirati na tako majhne preobremenitve, na katere v odsotnosti topila sploh ne bi reagirali. Na primer, bakrena žica s premerom 0,25 mm s topilom se stopi pri temperaturi 280 ° v 120 minutah.

Šola za električarja: članki, nasveti, koristne informacije

Drugič, pri enaki dovolj visoki temperaturi (torej pod enako obremenitvijo) vložki s topilom reagirajo veliko hitreje kot vložki brez topila.

Na primer, bakrena žica s premerom 0,25 mm brez topila pri povprečni temperaturi 1000 °C se je stopila v 120 minutah, enaka žica, vendar s topilom pri povprečni temperaturi samo 650 °C, pa se je stopila v samo 4 minutah. .

Uporaba kositrnega topila omogoča zanesljive in poceni bakrene vložke, ki delujejo pri relativno nizki delovni temperaturi, imajo relativno majhno prostornino in težo kovine (kar daje prednost preklopni sposobnosti varovalke) in imajo hkrati večja hitrost pri velikih preobremenitvah in se s časovnim zamikom odzovejo na relativno majhne preobremenitve.

Cink se pogosto uporablja za izdelavo talilnih vložkov. Zlasti se takšni vložki uporabljajo v omenjeni seriji varovalk PR-2.

Cinkovi vložki so bolj odporni proti koroziji. Zato bi bilo zanje, kljub razmeroma nizkemu tališču, na splošno mogoče omogočiti enako najvišjo delovno temperaturo kot za baker (250 °C) in oblikovati vložke z manjšim prerezom. Vendar pa je električni upor cinka približno 3,4-krat večji od upora bakra.

Da bi ohranili enako temperaturo, je treba zmanjšati izgube energije v njem in s tem povečati njegov presek. Vložek se izkaže za veliko bolj masiven. To ob enakih drugih pogojih vodi do zmanjšanja preklopne zmogljivosti varovalke. Poleg tega z masivnim vložkom s temperaturo 250° ne bi bilo mogoče vzdrževati temperature vložka in kontaktov na sprejemljivi ravni znotraj istih dimenzij.

Zaradi vsega tega je treba najvišjo temperaturo cinkovih vložkov znižati na 200° in v ta namen še povečati prerez vložka. Zaradi tega imajo varovalke s cinkovimi vložki enakih dimenzij bistveno manjšo odpornost na kratkostične tokove kot varovalke z bakrenimi vložki in kositrnimi topili.

Šola za električarja: članki, nasveti, koristne informacije

ELEKTROSPEC

ELEKTROSPEC

Material varovalke

Talilni vložki so izdelani iz bakra, cinka, svinca ali srebra. Glavni tehnični podatki teh materialov glede njihove uporabnosti za talilne vložke so podani v tabeli. 1.

Tabela 1.

V današnjih najnaprednejših varovalkah imajo prednost bakreni vložki s kositrnim topilom. Razširjeni so tudi cinkovi vložki. Najbolj priročni, enostavni in poceni so bakreni vložki varovalk. Izboljšanje njihovih lastnosti dosežemo tako, da na določeno mesto, približno na sredini vložka, zlijemo kositrno kroglico. Takšni vložki se uporabljajo na primer v omenjeni seriji množičnih varovalk PN2. Kositer se tali pri temperaturi 232° C, bistveno nižji od tališča bakra, in raztopi baker vložka na mestu stika z njim. Oblok, ki se pojavi v tem primeru, že stopi celoten vložek in ugasne. Tokokrog se izklopi.
Tako taljenje kositrne kroglice vodi do naslednjega.
Prvič, bakreni vložki začnejo s časovnim zamikom reagirati na tako majhne preobremenitve, na katere v odsotnosti topila sploh ne bi reagirali. Na primer, bakrena žica s premerom 0,25 mm s topilom se stopi pri temperaturi 280 ° C v 120 minutah.
Drugič, pri enaki dovolj visoki temperaturi (torej pod enako obremenitvijo) vložki s topilom reagirajo veliko hitreje kot vložki brez topila. Na primer, bakrena žica s premerom 0,25 mm brez topila pri povprečni temperaturi 1000 °C se je stopila v 120 minutah, enaka žica, vendar s topilom pri povprečni temperaturi samo 650 °C, pa se je stopila v samo 4 minute.
Uporaba kositrnega topila omogoča zanesljive in poceni bakrene vložke, ki delujejo pri relativno nizki delovni temperaturi, imajo relativno majhno prostornino in težo kovine (kar daje prednost preklopni sposobnosti varovalke) in imajo hkrati večja hitrost pri visokih preobremenitvah in se s časovnim zamikom odzovejo na relativno majhne preobremenitve. Razmerje Ip og:Iv za takšne vložke je relativno majhno (ne več kot 1,45), kar olajša izbiro vodnikov, zaščitenih s takimi talilnimi vložki pred preobremenitvami.
Cink se pogosto uporablja za izdelavo talilnih vložkov. Še posebej se takšni vložki uporabljajo v omenjeni seriji varovalk PR2. Cinkovi vložki so bolj odporni proti koroziji. Zato bi bilo zanje, kljub razmeroma nizkemu tališču, na splošno mogoče omogočiti enako najvišjo delovno temperaturo kot pri (baker 250°C) in oblikovati vložke z manjšim presekom. Vendar pa je električni upor cinka približno 3,4-krat večji od upora bakra. Da bi ohranili enako temperaturo, je treba zmanjšati izgube energije v njem in s tem povečati njegov presek. Vložek se izkaže za veliko bolj masiven. To ob enakih drugih pogojih vodi do zmanjšanja preklopne zmogljivosti varovalke. Poleg tega z masivnim vložkom s temperaturo 250°C ne bi bilo mogoče vzdrževati temperature vložka in kontaktov na sprejemljivi ravni v istih dimenzijah. Zaradi vsega tega je treba najvišjo temperaturo cinkovih vložkov znižati na 200°C in s tem dodatno povečati prerez vložka. Zaradi tega imajo varovalke s cinkovimi vložki enakih dimenzij bistveno manjšo odpornost na kratkostične tokove kot varovalke z bakrenimi vložki in kositrnimi topili.
V primeru velikih potreb številna podjetja proizvajajo talilne vložke v lastnih delavnicah za popravilo električne opreme. Hkrati morajo biti materiali, iz katerih so izdelani elementi talilnih vložkov, skrbno kalibrirani in vsaj 10 % končnih talilnih vložkov mora biti selektivno testiranih na najmanjše in največje tokove.
Vzame se najmanjši tok, pri katerem talilni vložek ne bi smel izgoreti v manj kot 1 uri. Običajno je ta tok enak 1,3-1,5 njegovega nazivnega toka, tj. Imin = (l,3-1,5)In.
Upošteva se največji tok, pri katerem mora talilni vložek pregoreti v manj kot 1 uri; običajno je (l.6-2.l)In.
Proizvedeni vložki varovalk morajo glede kakovosti, lastnosti in nazivnih tokov izpolnjevati zahteve ustreznih GOST.
Nesprejemljivo je uporabljati domače vložke, saj v najboljšem primeru ščitijo namestitev samo pred tokovi kratkega stika. Za pritrditev cinkovega talilnega vložka je treba uporabiti jekleno podložko povečanega premera in vzmetno podložko. Če teh podložk ni, se cink postopoma iztisne izpod kontaktnega vijaka in oslabi kontakt. Bakrenega vložka ni mogoče namestiti v nosilec varovalke PR brez kositrnega topila, saj se pri visoki temperaturi taljenja bakrenega vložka fiber vložek hitro uniči.

Pregorele talilne vložke zamenjajte z rezervnimi, tovarniško umerjenimi. Če jih ni, jih je mogoče začasno nadomestiti z vnaprej pripravljenimi žicami, zasnovanimi za določen tok. Premeri in materiali žic so podani v tabeli 2.

Tabela 2.

Telo talilnih vložkov je izdelano iz visoko trdnih vrst posebne keramike (porcelan, steatit ali korund-mulitna keramika), da se zagotovi njihova visoka prekinitvena sposobnost. Nekatera tuja podjetja (ZDA, Japonska) izdelujejo ohišja varovalk iz steklenih vlaken, impregniranih s silikonsko smolo. Analiza cevi iz mehanske smole potrjuje, da jih je mogoče uporabiti za izdelavo ohišij varovalk. Natezna trdnost tako izdelanih ohišij je višja kot pri podobno velikih keramičnih ohišjih z jekleno streho. Glavni dejavnik, ki preprečuje uporabo smol, je njihovo staranje pri povišanih temperaturah. Pri telesni temperaturi, ki ne presega 30 0 C, staranja ni zaznati, pri višjih temperaturah pa se mehanske in električne lastnosti smol sčasoma poslabšajo. Zaradi dejstva, da je možno znatno pregrevanje telesa varovalke tako v nominalnem načinu (do 120 0 C) kot na področju tokovnih preobremenitev, bo uporaba izolacijskih smol za izdelavo ohišij in drugih konstrukcijskih elementov varovalk mogoče šele po izdelavi livarskih smol z dovolj velikim toplotnim uporom v različnih načinih delovanja varovalke.

Podjetje Fritz Driescher (Nemčija) je izdelalo varovalke s sferičnim ohišjem iz epoksi smole, kar je močno poenostavilo množično proizvodnjo varovalk. Za povečanje mehanske trdnosti je epoksidni smoli dodan vlaknasti material. Ta varovalka nima navojnih priključkov. Te varovalke so vodotesne. Toda takšne varovalke so zasnovane samo za prekinitev velikih tokov kratkega stika, saj pri nizkih tokovnih preobremenitvah pride do nesprejemljivega pregrevanja smolnega ohišja.

Za ohišja varovalk z nizkimi nazivnimi tokovi se običajno uporablja posebno steklo.

PROJEKTIRANJE TALILNIH ELEMENTOV.

Vse vrste taljivih elementov lahko razdelimo v dve skupini: prečni prerez taljivega elementa, ki je konstanten po dolžini, in spremenljiv. Taljivi elementi s konstantnim prerezom so običajno izdelani iz žice, taljivi elementi s spremenljivim prerezom pa so običajno izdelani iz kovinske folije ali tanke kovinske folije.

Razmerje med prečnim prerezom širokega dela elementa varovalke in prečnim prerezom ozke prevlake določa vrsto zaščitne karakteristike. Na primer, hitre varovalke običajno uporabljajo taljive elemente z razmerjem, večjim od pet. Karakteristike za počasne in normalno delujoče varovalke so dosežene z razmerjem manj kot pet.

Elementi varovalk s konstantnim prečnim prerezom imajo običajno gostoto toka veliko nižjo od gostote taljivih elementov s spremenljivim prerezom. Ko se sprožijo, imajo varovalke s talilnimi elementi konstantnega preseka velike vrednosti talilnega toka in talilnega integrala, velike prenapetosti, vendar trajanje gorenja obloka in razmerje med največjo vrednostjo prenesenega toka in talilnim tokom v teh varovalk je bistveno manj.

S povečanjem nazivne napetosti varovalke v taljivih elementih s spremenljivim prerezom se poveča število serijsko povezanih ozkih prelivov, kar je potrebno, da pri delovanju varovalk na vsakem prelivu zasveti ločen lok. Zaradi povečanja števila zaporedno gorečih oblokov se napetost na varovalki poveča hitreje kot v primerih, ko ima element varovalke le eno ozko prežico.

Ustvarjanje več relativno ozkih vzporednih kanalov za izgorevanje električnega obloka izboljša pogoje za njegovo gašenje z uporabo več polnilnih materialov in zmanjšanje toka v vsakem od vzporednih lokov, zato so pri načrtovanju taljivi elementi prednostno razdeljeni na več vzporednih vej. Število vzporednih vej je omejeno s tehnološkimi težavami pri izdelavi ozkih prežikov majhnih velikosti.

Temperatura taljivih elementov v različnih načinih delovanja varovalk se razlikuje v pomembnih mejah. Posledično pride do večjega ali manjšega raztezka taljivega elementa. Nekatere razlike v velikostih ohišij talilnih vložkov povzročijo tudi razlike v dolžinah elementov varovalke od varovalke do varovalke, zato je v elementih varovalke predvidenih več zavojev po dolžini, ki kompenzirajo razliko v dolžinah telesa in element varovalke zaradi vpliva različnih dejavnikov.

Kakovost varovalk je v veliki meri odvisna od vrednosti prehodnih električnih uporov. Kot so pokazale študije, če je kontaktna povezava talilnega elementa s kontakti talilnega vložka slaba, lahko prehodni upor doseže 50 % električnega upora talilnega elementa. Zaradi tega se varovalke v nazivnem načinu delovanja pregrevajo in njihova življenjska doba se skrajša. Poleg tega, če je kontaktna povezava slaba, je ponovljivost rezultatov preskusa od enega vzorca do drugega poslabšana. Vsi taljivi elementi varovalk z visokimi nazivnimi tokovi so na kontaktne sponke povezani z varjenjem, kar zagotavlja dobra kakovost kontaktna povezava. Za varovalke z nizkimi nazivnimi tokovi se včasih uporablja mehko spajkanje, pogosteje pa mehansko stiskanje. Pri razstavljivih varovalkah je element varovalke povezan s sponkami talilnega vložka z vijačno objemko.

OBLIKOVANJE INDIKATORJEV VKLOPOV VAROVALNIH VLOŽKOV

Taljivi elementi sodobnih varovalk so v neprozornem ohišju in stanja taljivega elementa ni mogoče vizualno določiti. Zaradi znatnih težav, povezanih z nameščanjem in odstranjevanjem varovalke, je še posebej pomembno razumeti stanje elementa varovalke pri varovalkah z visoko vrednostjo toka. V zvezi s tem veljajo različne vrste indikatorji, ki kažejo, ali je element varovalke pregorel.

Obstaja veliko število patentov za dizajne znakov. Najpogosteje uporabljen je indikator sprožitve, ki uporablja isti princip kot glavni taljivi element - taljenje pod vplivom supertoka. Za izdelavo takega indikatorja je tanka kovinska žica z zadostno mehansko natezno trdnostjo električno povezana vzporedno z glavnim taljivim elementom. Ko skozi varovalko teče prevelik tok, glavni element varovalke in indikatorska žica pregorita. Žica indikatorja sprožilca je na eni strani tesno pritrjena, na drugi strani pa je povezana z zatičem, ki se z vzmetjo potegne v posebno luknjo. Sprožilna žica je v kremenčevem pesku. Njegova dolžina je običajno približno enaka dolžini elementa varovalke, ki je potrebna za zanesljivo gašenje obloka pri nazivni napetosti varovalke.

Sprožilni indikatorji te vrste so izdelani v dveh vrstah: avtonomni - v obliki majhnega talilnega vložka z visokoodpornim talilnim elementom in polnilom, nameščenim v lastnem ohišju zunaj talilnega vložka in vgrajenim v telo varovalke -povezava. Indikatorji avtonomnega izklopa so včasih nameščeni neposredno na talilni vložek, včasih pa so nameščeni popolnoma stran od varovalke in imajo z njo samo električno povezavo. Slednje je značilno za varovalke podjetja English Electric (Velika Britanija).

Ko indikatorska žica pregori, se sprosti vzmet, ki potisne zatič, pobarvan v svetlo barvo in ki je vizualni indikator, da je varovalka pregorela. Včasih zatič služi tudi kot udarec, ki deluje na pomožne kontakte varovalke. Posledično se signal, da je varovalka sprožila, prenese na ustrezne krmilne elemente.

Glede na razmerje električnih uporov in termofizikalnih parametrov glavnega taljivega elementa in indikatorja lahko opazimo tri različne primere sprožitve varovalke:

1) začetno taljenje glavnega taljivega elementa, gorenje obloka na njem. Aktivni upor kazalca preklopi lok glavnega elementa varovalke, kar pomaga zmanjšati hitrost dviga napetosti v reži in zmanjšati vrh napetosti;

2) začetno taljenje žice kazalca in nato taljenje glavnega elementa varovalke. Ker ima glavni taljivi element nizek aktivni upor, bo premostil režo, ki je nastala po taljenju indikatorske žice, in preprečil, da bi oblok dalj časa gorel v indikatorju;

3) skoraj istočasno taljenje glavnega taljivega elementa in sprožilne žice. Oblok na kazalcu se lahko v nekaterih primerih pojavi do konca gorenja obloka na glavnem taljivem elementu, v drugih pa bo oblok na kazalcu prenehal goreti veliko prej kot v glavnem taljivem elementu.

Na žalost so kazalci te vrste nestabilni. Pri nizkih napetostih in nizkih tokovnih preobremenitvah žica zgori na majhnem območju. Če se to območje nahaja na dolga razdalja od vzmeti in če je gostota pakiranja polnila s peskom v ohišju indikatorja velika, lahko torne sile žice na polnilo s peskom presežejo elastično silo vzmeti in indikator delovanja morda ne bo deloval. Pomanjkljivost teh indikatorjev je tudi, da v primeru nenamernega mehanskega zloma elementa varovalke med postopkom montaže ali iz katerega koli drugega razloga indikator delovanja ne prikaže dejanskega stanja varovalke brez vklopa napetosti.

Plinske sijalke in LED diode, priključene vzporedno na talilni vložek, se uporabljajo tudi kot vizualni indikatorji delovanja. Toda stroški takšnih kazalnikov odziva so višji, njihova obratovalna zanesljivost pa nižja kot pri zgoraj opisanih kazalnikih delovanja.

ZAPRTE VAROVALKE

Zaprte varovalke so običajno izdelane v obliki vlaknene cevi, na koncih zaprte z medeninastimi kapicami. V notranjosti cevi so taljivi vložki. Električni oblok, ki nastane pri zgorevanju vložka, gori v zaprtem volumnu. Ko oblok gori, stene sprostijo plin, tlak v cevi se poveča in oblok ugasne.

Zaprte varovalke serije PR-2 (zložljive) imajo nazivne tokove od 100 A do 1000 A, maksimalne preklopne tokove pri napetosti 380 V in cosj³0,4 se gibljejo od 6 kA do 20 kA. Vložki so večinoma z isthmusi.

VAROVALKE S POLNILOM (POLNILO)

Talilni vložki so nameščeni v medij drobnozrnatega trdnega polnila (na primer: kreda, kremenčev pesek), nameščen v porcelanasto ali plastično ohišje. Električni oblok, ki nastane med taljenjem vložkov, pride v tesni stik z drobnimi zrnci polnila, se intenzivno ohladi, deionizira in zato hitro ugasne.

Varovalke za polnjenje serije PN-2 imajo nazivne tokove od 100 A do 600 A, največji prekinitveni tok pri napetosti 500 V () je v območju od 25 kA do 50 kA. Serija PP31 za nazivne tokove od 63 A do 1000 A, največji izklopni tok do 100 kA pri napetosti 660 V.

V takih varovalkah se uporabljajo vzporedni vložki, kar omogoča, da dobimo večjo hladilno površino ob enakem skupnem prerezu vložkov.

VAROVALKE KRI

Značilnosti na spletnem mestu b-c je zagotovljena z normalnim vložkom povečanega preseka, in v območju a-b drug element.

Serija IP za napetost 30 V in tokove od 5 A do 250 A.

TEKOČA KOVINA– tok do 250 kA pri napetosti 450 V izmenični tok. Varovalke delujejo večkrat z visoko omejitvijo toka. (Napravo si oglejte sami; Chunikhin, str. 514-515).

HITRO DELOVANJE ZA ZAŠČITO POLPREVODNIŠKIH NAPRAV. PP-57 za nazivne tokove (40-800) A, PP-59 za nazivne tokove (250-2000) A. Nazivne napetosti so do 1250 V AC in 1050 V DC.

VAROVALKA-STIKALNI BLOK. BPV nazivni tok do 350 A pri izmenični napetosti do 550 V.

IZBIRA VAROVALKE

Varovalke izberite

1. glede na zagonske pogoje in dolgoročno delovanje;

2. glede na pogoj selektivnosti.

1 Med dolgotrajnim delovanjem temperatura segrevanja varovalke ne sme preseči dovoljenih vrednosti. V tem primeru je zagotovljena stabilnost časovno-tokovnih karakteristik varovalke. Za izpolnitev te zahteve je potrebno, da sta vložek in talilni vložek izbrana za nazivni tok, ki je enak ali nekoliko večji od nazivnega toka zaščitene instalacije.

Varovalka ne sme izklopiti napeljave med preobremenitvami, ki delujejo (na primer zagonski tok asinhroni motor z rotorjem s kletko lahko doseže sedemkratnik nazivnega toka. Ko pride do pospeševanja, zagonski tok pade na vrednost, ki je enaka nazivnemu toku motorja. Trajanje zagona je odvisno od narave obremenitve).

Za motorje z lahkimi zagonskimi pogoji (motorji črpalk, ventilatorjev, obdelovalnih strojev)

, tiste. Nazivni tok vložka je izbran glede na začetni obremenitveni tok.

Za težke pogoje zagona, ko se motor vrti počasi (pogon centrifuge, žerjavi, drobilniki) ali v prekinitvah, ko se zagoni pojavijo z visoko frekvenco, so vložki izbrani s še večjo rezervo

Če je varovalka v liniji, ki napaja več motorjev, se talilni vložek izbere po formuli:

kjer je izračunani nazivni tok voda, enak .

Razlika se vzame za motor z največjo vrednostjo.

Za varilne transformatorje so pogoji izbire varovalke naslednji: , kjer je PV trajanje vklopa.

2 Izbira varovalk glede na pogoje selektivnosti.

Med virom energije in porabnikom je običajno vgrajenih več varovalk, ki naj čim bolj selektivno odklopijo poškodovana mesta.

Varovalka, ki prepušča večji nazivni tok, ima vložek z večjim prerezom kot varovalka, ki je nameščena na enem od porabnikov.

V primeru kratkega stika je nujno, da se napaka izklopi z varovalko, ki se nahaja na mestu okvare. Vse druge varovalke, ki so bližje viru, morajo delovati. Ta doslednost v delovanju varovalk se imenuje selektivnost ali selektivnost polni delovni čas delovanja () varovalke mora biti krajši od časa, ki ga potrebuje, da se varovalka segreje na temperaturo taljenja svojega vložka, tj. t pl1 ³t p2 tok) mora biti večji od največjega odzivnega časa varovalke (za nižji nazivni tok): , kjer je in odzivni čas varovalke za višje in nižje nazivne tokove, ki ustreza nazivni karakteristiki.

Zaradi proizvodnih toleranc lahko odzivni čas varovalke odstopa od nazivne vrednosti za . Potem lahko zgornjo neenakost zapišemo v obliki .Množitelja 0,5 in 1,5 upoštevata, da je varovalka vzeta z negativno toleranco odzivnega časa, varovalka pa s pozitivno toleranco. Kot rezultat dobimo potreben pogoj selektivnosti: , tiste. za selektivno delovanje mora biti odzivni čas varovalke z večjim tokom 3-krat daljši kot pri varovalki z nižjim tokom. Pri varovalkah istega tipa je za preverjanje selektivnosti dovolj preveriti vložek z nižjim nazivni tok pri najvišjem toku.

Pri različnih vrstah varovalk se selektivnost preverja v celotnem razponu tokov: od 3-faznega kratkega stika na koncu zaščitenega odseka do nazivnega toka talilnega vložka.

10 ODKLOPALNIKOV (ODKLOPALNIKOV)

Odklopniki, so praviloma namenjeni odklopu poškodovanega odseka omrežja, ko se v njem pojavi zasilni način (kratek stik, preobremenitveni tok, nizka napetost). Toplotni in elektrodinamični (med kratkim stikom) učinki povečanih tokov lahko povzročijo okvaro električne opreme. V pogojih znižane napetosti, če navor mehanske obremenitve na gredi ostane nespremenjen, bo povečan tok stekel tudi skozi delujoče motorje.

Stroj ima za razliko od kontaktorja enoto zaščitnih elementov, ki samodejno zazna pojav nenormalnih razmer v omrežju in daje signal za izklop. Če je kontaktor zasnovan samo za prekinitev preobremenitvenih tokov, ki dosežejo več tisoč amperov, mora stroj izklopiti tokove kratkega stika, ki dosežejo več deset in celo sto kiloamperov. Poleg tega stroj redko izklopi električni tokokrog, medtem ko je kontaktor namenjen pogostim obratovalnim preklapljanjem nazivnih obremenitvenih tokov.

Obstaja več vrst strojev: univerzalni(delo na enosmerni in izmenični tok), namestitev(namenjeni za vgradnjo na javno dostopnih površinah in so izdelani glede na vrsto vgradnih izdelkov), hitro delujoče DC in zatiranje magnetnega polja močni generatorji.

Slika - Strukturni diagram stroja

Slika prikazuje shematski načrt univerzalnega stroja v poenostavljenem prikazu. Stroj preklopi električni tokokrog, priključen na sponki A in B. V tem položaju je stroj izklopljen in napajalni električni tokokrog je odprt. Za vklop stroja morate ročno zavrteti ročaj 3 v smeri urinega kazalca, ki bo s premikanjem ročic 4 in 5 v desno zavrtela glavni nosilni del 6 stroja okoli fiksne osi O v smeri urinega kazalca. Najprej se zaprejo in vklopijo kontakti za gašenje obloka 8 in 10, nato pa glavni kontakti 7 in 11 stroja. Po tem ostane celoten sistem v skrajnem desnem položaju, fiksiran s posebnim zapahom in ga drži (ni prikazano na sliki).

Izklopna vzmet 2 se napolni, ko je stroj vklopljen. Ko je dan ukaz za zaustavitev, izklopi stroj. Ko tok kratkega stika teče skozi tuljavo elektromagnetnega sprožilca 1, se na njegovi armaturi ustvari elektromagnetna sila, ki premika ročice 4 in 5 navzgor preko mrtve točke, zaradi česar se stroj samodejno izklopi z vzmetjo 2. V tem primeru se kontakti odprejo in oblok, ki nastane na njih, vpihne v komoro za gašenje obloka 9 in v njej ugasne.

Sistem vzvodov 4 in 5 opravlja funkcije mehanizma za prosto sprostitev, ki ima v realnih strojih bolj zapleteno strukturo. Mehanizem za prosto sprostitev omogoča, da se stroj kadar koli izklopi, tudi med postopkom preklopa, ko obračalna sila deluje na gibljivi sistem stroja. Če se ročice 4 in 5 premaknejo navzgor čez mrtvo točko, se toga povezava med pogonskim in gibljivim sistemom prekine. Mrtva točka ustreza položaju ročic, ko ravne črte in povezovalne osi vrtenja sovpadajo v smeri druga z drugo. Stroj se zaradi delovanja povratne vzmeti 2 takoj izklopi, ne glede na to ali vrtilna sila deluje na pogonski sistem stroja ali ne.

Mehanizem za prosto sprostitev preprečuje možnost zaporednih ciklov "izklop-vklop" stroja ("skakanje stroja"), ko ga je mogoče vklopiti zaradi kratkega stika v tokokrogu. Predstavljajmo si, da bo ob stiku kontaktov vklopljenega stroja skozi vezje stekel tok kratkega stika. V tem primeru se bo aktivirala največja sprostitev 1 in premaknila vzvode mehanizma prostega sprostitve 4 in 5 navzgor nad mrtvo točko. Stroj se bo izklopil in se ne bo več vklopil, ker je prekinjena mehanska povezava med vrtilno silo in gibljivim sistemom stroja. Če ne bi bilo prostega sprostitvenega mehanizma, bi se po samodejnem izklopu stroja takoj ponovno vklopil pod vplivom sile stikalne naprave, ki je do takrat ni bilo mogoče odstraniti. Prišlo bi do večkratnih izklopov in vklopov stroja v močnem kratkem stiku, ki bi si hitro sledili, kar bi lahko vodilo do uničenja stroja.

Ko je stroj izklopljen, se glavni kontakti 7 in 11 prvi odprejo in ves tok bo šel v vzporedno vezje kontaktov za gašenje obloka 8 in 10 z oblogami iz materiala, odpornega na oblok. Na glavnih kontaktih se ne sme pojaviti oblok, da ti kontakti ne gorijo. Obločni kontakti se odprejo, ko so glavni kontakti ločeni na veliki razdalji. Na njih se pojavi električni oblok, ki se razpihne navzgor in ugasne v komori za gašenje obloka 9.

Ko je stroj vklopljen, se najprej zaprejo obločni kontakti, nato pa glavni. Električni oblok, ki je možen zaradi vibriranja kontaktov, nastane in ugasne samo na obločnih kontaktih za gašenje.

Visokohitrostni stroji so namenjeni zaščiti enosmernih inštalacij (transport, pretvornik). Njihovo svoj čas delovanje - delčki milisekunde, običajni avtomati - desetinke sekunde.

Hitro odpiranje kontaktov, ko pride do izrednih razmer v omrežju, določa značilnost teh strojev. Upor električnega obloka, ki se pojavi zgodaj na kontaktih, zaporedno povezanih z odklopljenim tokokrogom, omejuje tok kratkega stika in preprečuje, da bi se povečal na enakomerno vrednost. Hitrost naprave je dosežena z uporabo polariziranih elektromagnetnih naprav v pogonu, naprav za intenzivno gašenje obloka, magnetnih sistemov, pri katerih se spreminjajoči magnetni tokovi ne ujamejo z zaprtimi navitji in prehajajo skozi laminirane dele magnetnih vezij (boj proti zaviralnemu učinku vrtinčni tokovi) itd., kot tudi največjo poenostavitev kinematične sheme naprave in odpravo vmesnih povezav med merilnim elementom (sprostitvijo) in kontakti.

AVTOMATSKI IZPOSTAVKI

Izpusti v avtomatskih strojih so merilni elementi. Nadzorujejo vrednost ustreznega parametra zaščitenega vezja in dajo signal za izklop stroja, ko doseže določeno vrednost, imenovano nastavitev(delovni tok, delovna napetost itd.). Sprostitve zagotavljajo možnost reguliranja nastavitve v precej širokih mejah. To je potrebno izvesti selektivno(selektivna) zaščita električno omrežje, v katerega je vključen stroj.

Selektivnost zaščite je dosežena predvsem zaradi različnih odzivnih časov predhodne in naslednje stopnje zaščite. Razlika v odzivnem času teh stopenj se imenuje korak selektivnosti v času. Je tudi trenutna stopnja selektivnosti.

V razvejanem omrežju lahko povečanje časovnega zamika od ene stopnje zaščite do druge povzroči nesprejemljivo veliko vrednost te zakasnitve na zadnjih stopnjah zaščite. Dolgotrajen tok velikega toka kratkega stika (10 kA) lahko povzroči nesprejemljivo segrevanje žic v vezju. Zato je pri velikih tokovih priporočljivo takoj izklopiti odklopnik (ki se nahaja v bližini mesta tokokroga) z uporabo tokovnega izklopa.

Poleg elektromagnetnega toka se lahko na vrednost toka odzove termični sprožilec, katerega struktura je podobna termičnemu releju. Ta sprostitev se ne uporablja za zaščito pred tokovi kratkega stika, saj ustvarja nesprejemljivo visoke časovne zakasnitve, vendar pa omogoča, da dobimo dolge zakasnitve, ki so potrebne v obratovalnih pogojih za preobremenitvene tokove. Toplotni sprožilci imajo slabosti: njihove zaščitne lastnosti (odvisnost odzivnega časa od toka) so nestabilne in se spreminjajo s temperaturo okolja; čas, ki je potreben, da se sprostitev vrne v prvotni položaj po sprožitvi, je dolg.

Stroji uporabljajo tudi podnapetostne sprožilce, ki izdajo ukaz za izklop stroja, ko napetost pade pod vnaprej določeno raven. Takšni oddajniki so običajno zgrajeni na elektromagnetnem principu. Ko napetost pade pod vnaprej določeno raven, je elektromagnetna sila manjša od sile povratne vzmeti. Armatura elektromagneta se sprosti in prek vmesnega člena (valja) deluje na zapah stroja, zaradi česar se slednji izklopi.

Za razliko od elektromagnetnih polprevodniških sprožilcev, ki se pogosto uporabljajo v Zadnje čase, nimajo tako velikega števila gibljivih mehanskih elementov. Njihove glavne prednosti pa so izboljšane karakteristike delovanja: širok razpon regulacije tokov in odzivnih časov, kar omogoča poenotenje izdelkov in proizvodnjo manjšega obsega izdelkov, finejše in natančnejše prilagajanje odzivnih časov pri visokih kratkostičnih tokovih, itd. Merilni elementi takšnih izpustov uporabljajo tokovne transformatorje, ena od njihovih glavnih enot pa je časovna zakasnitev. Vključujejo tudi izhodni rele, ki prenaša signal sprožilnemu elektromagnetu. Časovni zamik pri takšnih sprostitvah je dosežen z uporabo RC vezij v krmilnih vezjih tranzistorjev ter uporabo magnetnih pomnilnikov in brezkontaktnih števcev impulzov.

BREZKONTAKTNE NAPRAVE

Izmenični tokokrog se lahko izklopi brez obloka, če se kontakti odprejo z zadostno hitrostjo, tik preden tok preide nič. V tem času se elektromagnetna energija, shranjena v vezju, približa ničli.

Slika Polvalovni tok

Na sliki je prikazan polval izmeničnega toka. Če točka A ustreza trenutku odpiranja kontaktov in oblikovanja loka, potem bo lok v tem polciklu gorel nekaj časa. V tem času bo skozenj prešla količina elektrike, ki je določena s površino, energija, ki se sprosti v obloku, pa bo relativno velika. Ko se kontakti naprave odprejo tik preden tok preide skozi nič (točka B), se bo v obloku sprostilo bistveno manj energije, saj bo njegova življenjska doba in trenutne vrednosti toka bistveno manjše. Ko se kontakti naprave razhajajo, preden tok preide skozi nič, je količina električne energije v fazi praznjenja plina določena z območjem in stolpec obloka nima časa, da bi v svoji prostornini akumuliral znatno rezervo toplotne energije. Ta toplota se hitro razprši v bližini trenutnega prehoda ničle, moč obnovitve medkontaktne reže pa pridobi visoke vrednosti in se s časom hitro poveča. Ustvarijo se pogoji, v katerih lok ugasne, preden se ima čas za razvoj. Odklop tokokroga izmeničnega toka postane praktično brez obloka. Običajno se imenujejo odklopne naprave s fiksnim momentom odstopanja kontakta neposredno pred ničelno vrednostjo izmeničnega toka. sinhrona stikala.

Glavna težava pri ustvarjanju sinhronih stikal je doseči zahtevano natančnost delovanja naprave neposredno pred ničelnim tokom in ločiti kontakte na zahtevano izolacijsko razdaljo v zelo kratkem času, preden tok preide skozi nič. Za premagovanje teh težav se tokovna pavza umetno podaljša na en pol-cikel (c at) z uporabo diod.

KRMILNE NAPRAVE IN NEAVTOMATSKA STIKALA

Komandne naprave vključujejo potna in končna stikala, krmilne tipke, večkrožne naprave - krmilne tipke in ukazne krmilnike, katerih številni pari kontaktov so vklopljeni. določeno zaporedje pri obračanju ročaja iz enega položaja v drugega.

Potovalna in končna stikala izvedite preklapljanje krmilnih in avtomatizacijskih tokokrogov na danem odseku poti, ki ga prečka nadzorovani mehanizem. Končna stikala so nameščena na primer v mehanizmih dvižnih in transportnih naprav, v nosilcih strojev za rezanje kovin. V prvem primeru omejujejo višino dviganja bremen, v drugem - hod čeljusti, ki na koncu nadzorovanega giba mehanizma daje signal za izklop motorjev (v dvigalih pa tudi signal za aktiviranje zavornega elektromagneta).

Krmilnik ukazov– večpozicijska naprava, ki krmili kontaktorske tuljave, katerih glavni kontakti so vključeni v močnostna vezja električnih strojev, transformatorjev in uporov. Krmilnik je tudi naprava z več položaji, namenjena krmiljenju električnih strojev in transformatorjev z neposrednim preklapljanjem napajalnih tokokrogov strojnih navitij, transformatorjev in uporov. S pomočjo krmilnikov (in upravljalnih krmilnikov) je mogoče motorje zagnati, krmiliti hitrost, obračati in ustavljati.

Paketna stikala– naprave zaprtega tipa. Oblok nastane in ugasne v omejeni prostornini, posledično se tlak v tej prostornini poveča. Z naraščanjem tlaka se povečata odpornost obloka in napetost obloka. Fizično je to razloženo z dejstvom, da se z naraščajočim tlakom zmanjšujejo razdalje, na katerih elementarni delci plina medsebojno delujejo. To vodi, prvič, do povečanja intenzivnosti izmenjave toplote med delci plina in izboljšanih pogojev za prenos toplote iz obloka in, drugič, do zmanjšanja povprečne proste poti elektronov v plinu. Ob ostalih enakih pogojih se s tem zmanjša intenzivnost ionizacijskih procesov, saj lahko elektron s krajšo povprečno prosto potjo pri gibanju v električnem polju pridobi manj energije. To vodi do povečanja upora obloka in napetosti.

11 ELEKTROMEHANSKE STIKALNE NAPRAVE

KONTAKTORJI IN MAGNETNI ZAGANJAČI

Kontaktor je dvopoložajna samoponovna naprava, zasnovana za pogosto preklapljanje tokov, ki ne presegajo preobremenitvenih tokov, in jo poganja pogon. Ta naprava ima dva preklopna položaja, ki ustrezata stanju vklopa in izklopa. Elektromagnetni pogon se najbolj uporablja v kontaktorjih. Vrnitev kontaktorja v izklopljeno stanje (samopovratek) se pojavi pod delovanjem povratne vzmeti, mase gibljivega sistema ali skupnega delovanja teh dejavnikov.

Aktuator je stikalna naprava, namenjena zagonu, zaustavitvi in ​​zaščiti elektromotorjev brez odstranjevanja ali vstavljanja uporov v njihova vezja. Zaganjalniki ščitijo elektromotorje pred preobremenitvenimi tokovi. Skupni element takšne zaščite je toplotni rele, vgrajen v zaganjalnik.

Preobremenitveni tokovi za kontaktorje in zaganjalnike ne presegajo (8-20)-kratne preobremenitve glede na nazivni tok. Za način zagona motorjev s faznim rotorjem in protitočno zaviranje so značilni (2,5-4)-kratni preobremenitveni tokovi. Zagonski tokovi elektromotorjev z rotorjem s kletko dosežejo (6-10) kratno preobremenitev v primerjavi z nazivnim tokom.

Elektromagnetni pogon kontaktorjev in zaganjalnikov lahko z ustrezno izbiro parametrov opravlja funkcije zaščite električne opreme pred prenizko napetostjo. Če elektromagnetna sila, ki jo razvije pretvornik, ko se napetost v omrežju zmanjša, ne zadošča za ohranjanje naprave v stanju vklopljenosti, se bo ta spontano izklopila in tako zagotovila zaščito pred padcem napetosti. Kot je znano, zmanjšanje napetosti v napajalnem omrežju povzroči, da preobremenitveni tokovi tečejo skozi navitja elektromotorjev, če mehanska obremenitev na njih ostane nespremenjena.

Kontaktorji so namenjeni preklapljanju močnostnih tokokrogov elektromotorjev in drugih močnih porabnikov. Glede na vrsto preklopnega toka glavnega tokokroga ločimo kontaktorje za enosmerni in izmenični tok. Imajo glavne kontakte, opremljene s sistemom za gašenje obloka, elektromagnetni pogon in pomožne kontakte Praviloma vrsta toka v krmilnem vezju, ki napaja elektromagnetni pogon, sovpada z vrsto toka v glavnem vezju. Vendar pa obstajajo primeri, ko se tuljave AC kontaktorjev napajajo z enosmernim tokokrogom.

Slika 1 - Diagram načrtovanja kontaktorja

Na sl. 1 prikazuje konstrukcijski diagram kontaktorja, ki odklopi tokokrog motorja. V tem primeru na tuljavi 12 ni napetosti in njen gibljivi sistem se pod delovanjem povratne vzmeti 10, ki ustvarja silo F, vrne v normalno stanje, ki nastane, ko se glavni kontakti razhajajo se ugasne v komori za gašenje obloka 5.

Hitro premikanje obloka od kontaktov do komore zagotavlja sistem magnetni udarec. Glavni tokovni tokokrog vključuje serijsko tuljavo 1, ki je nameščena na jeklenem jedru 2. Jeklene plošče - drogovi 3, ki se nahajajo na straneh jedra 2, pripeljejo magnetno polje, ki ga ustvari tuljava 1, do območja gorenja obloka v komori. . Interakcija tega polja s tokom obloka vodi do pojava sil, ki premaknejo oblok v komoro.

Kontaktor bo vklopil tokokrog s tokom I 0, če je priključena napetost U na kolut 12 pogonski elektromagnet. Tok F, ki ga ustvari tok, ki teče skozi elektromagnetno tuljavo, bo razvil vlečno silo in pritegnil armaturo 9 elektromagnet do jedra, premagovanje sil F in nasprotovanje vračanju 10 in Fk stik 8 vzmeti

Jedro elektromagneta se konča s polom 11, katerega presek je večji od preseka samega jedra. Z vgradnjo pola dosežemo rahlo povečanje sile, ki jo ustvarja elektromagnet, ter spremembo vlečnih karakteristik elektromagneta (odvisnost elektromagnetne sile od velikosti zračne reže).

Kontakt Kontakti 4 in 6 drug z drugim in zaprtje tokokroga, ko je kontaktor vklopljen, se bo zgodilo, preden bo armatura elektromagneta popolnoma privlečena na pol. Ko se armatura premika, premični kontakt 6 Zdelo se bo, da bo "padel skozenj", pri čemer bo svoj zgornji del naslonil na nepremični kontakt 4. Zasukala se bo pod določenim kotom okoli točke A in bo povzročil dodatno stiskanje kontaktne vzmeti 8. se bo prikazal okvara stika, s tem je mišljena količina premika gibljivega kontakta na ravni točke njegovega stika s fiksnim kontaktom v primeru, da je fiksni kontakt odstranjen.

Okvara kontaktov zagotavlja zanesljivo zaprtje vezja, ko se debelina kontaktov zmanjša zaradi izgorevanja njihovega materiala pod njim. z delovanjem električnega obloka. Velikost padca določa dobavo kontaktnega materiala za obrabo med delovanjem kontaktorja.

Po dotiku se gibljivi kontakt skotali čez mirujočega. Kontaktna vzmet ustvarja določen pritisk v kontaktih, zato pri valjanju pride do uničenja oksidnih filmov in drugih kemičnih spojin, ki se lahko pojavijo na površini kontaktov. Pri kotaljenju se stična mesta premaknejo na nova mesta na kontaktni površini, ki niso bila izpostavljena obloku in so zato »čistejša«. Vse to zmanjša kontaktni upor kontaktov in izboljša njihove pogoje delovanja. Hkrati se s kotaljenjem poveča mehanska obraba kontaktov (kontakti se obrabijo).

V trenutku stika gibljivi kontakt 6 takoj deluje na fiksni stik 4 pritisk zaradi prednapetost kontaktne vzmeti 8. Posledično bo kontaktni upor kontaktov v trenutku stika majhen in kontaktna ploščica se ob vklopu ne bo segrela do pomembne temperature. Poleg tega vzmet ustvarja predkontaktni tlak 8, omogoča zmanjšanje vibracije(odboji) premikajočega se kontakta, ko zadene fiksni kontakt. Vse to ščiti kontakte pred varjenjem, ko je električni tokokrog vklopljen. Stiki imajo kontaktne blazinice, iz posebnega materiala, kot je srebro, za izboljšanje pogojev za dolgotrajno prehajanje toka skozi zaprte kontakte v vklopljenem stanju. Včasih se obloge iz materiala, odpornega na oblok, uporabljajo za zmanjšanje obrabe kontaktov pod vplivom električnega obloka (kovinska keramika "srebro-kadmijev oksid" itd.). Fleksibilna povezava 7 (za dovod toka v gibljivi kontakt) je izdelana iz bakrene folije (trak) ali tanke žice.

Kontaktna rešitev je razdalja med gibljivimi in fiksnimi kontakti, ko je kontaktor izklopljen. Kontaktna odprtina je običajno od 1 do 20 mm. Manjša kot je kontaktna odprtina, manjši je hod kotve pogonskega elektromagneta. To vodi do zmanjšanja delovne zračne reže v elektromagnetu, magnetnega upora, sile magnetiziranja, moči tuljave elektromagneta in njegovih dimenzij. Najmanjšo vrednost odprtine kontakta določajo: tehnološki in obratovalni pogoji, možnost nastanka kovinskega mostu med kontakti ob prekinitvi tokovnega tokokroga, pogoji za odpravo možnosti zaprtja kontakta pri odboju gibljivega sistema od zaustavitev, ko je naprava izklopljena. Kontaktna rešitev mora zadostovati tudi za zagotavljanje pogojev za zanesljivo gašenje obloka pri nizkih tokovih.

Slika 2 - Linearni zaganjalnik

Prikazano na sl. 1 diagram rotacijskega kontaktorja je precej tipičen. Običajno so takšni kontaktorji namenjeni težkemu delovanju (visokofrekvenčni cikli preklopnih operacij, induktivni tokokrogi) pri relativno visokih nazivnih vrednostih toka (desetine in stotine amperov). Druga pogosta vrsta kontaktorjev in zaganjalnikov je linearna; zasnovan je predvsem za nižje nazivne tokove (desetke amperov) in lažje pogoje delovanja. Linearni zaganjalnik (slika 2) ima mostne kontakte 2 in 3, iz katerega se oblok vpihuje v komore za gašenje obloka 1. Sila Fk kontaktna vzmet ustvarja pritisk v zaprtih kontaktih, povratna vzmet F str vrne gibljivi sistem naprave v izklopljeno stanje, ko se napetost odstrani iz tuljave. Napravo vklopi elektromagnet, ko na njeno tuljavo pride napetost 5. Na polih AC elektromagneta so nameščeni kratkostični zavoji 4, odpravljanje tresljajev armature v vklopljenem položaju naprave.

Za razliko od enosmernega kontaktorja se v izmeničnem kontaktorju za zmanjšanje izgub zaradi vrtinčnih tokov uporabljajo laminirana magnetna jedra in kratkostični zavoji na polih za odpravo vibracij armature. AC kontaktorji so pogosto izdelani tripolni, DC kontaktorji so enopolni in dvopolni. Kot naprava za gašenje obloka v kontaktorjih na DC Pogosteje se uporabljajo špranjske komore, medtem ko se v izmeničnem načinu pogosteje uporablja mreža za gašenje obloka.

Za gašenje obloka se uporabljajo tudi komore z rešetkami za gašenje obloka. Obločna mreža je paket tankih kovinskih plošč 5 (slika 1). Pod vplivom elektrodinamičnih sil, ki jih ustvari sistem magnetnega pihanja, električni lok zadene mrežo in se razbije v vrsto kratkih lokov. Plošče intenzivno odvajajo toploto iz obloka in ga ugasnejo, vendar imajo plošče mreže za gašenje obloka pomembno toplotno vztrajnost - z visoko frekvenco vklopa se pregrejejo in učinkovitost gašenja obloka se zmanjša.

Zmogljivi AC kontaktorji imajo glavne kontakte opremljene s sistemom za gašenje obloka - magnetno pihanje in komoro za gašenje obloka z ozko režo ali mrežo za gašenje obloka, tako kot kontaktorji DC. Razlika v konstrukciji je, da so AC kontaktorji večpolni; Običajno imajo tri glavne stike. Vse tri kontaktne enote delujejo iz skupnega elektromagnetnega pogona ventilnega tipa, ki obrača gred kontaktorja z nameščenimi gibljivimi kontakti. Na isti gredi so nameščeni pomožni kontakti mostnega tipa. Kontaktorji imajo precej velike skupne dimenzije. Uporabljajo se za krmiljenje elektromotorjev velike moči.

Za povečanje življenjske dobe zasnova kontaktorjev omogoča menjavo kontaktov.

Obstajajo kombinirani AC kontaktorji, v katerih sta dva tiristorja povezana vzporedno z glavnimi normalno odprtimi kontakti. V položaju vklopa tok teče skozi glavne kontakte, saj so tiristorji v zaprtem stanju in ne prevajajo toka. Ko se kontakti odprejo, krmilno vezje odpre tiristorje, ki obidejo vezje glavnih kontaktov in jih razbremenijo izklopnega toka, kar preprečuje nastanek električnega obloka. Ker tiristorji delujejo v kratkotrajnem načinu, je njihova nazivna moč majhna in ne potrebujejo hladilnih radiatorjev.

Naša industrija proizvaja kombinirane kontaktorje tipa KT64 in KT65 z nazivnimi tokovi nad 100 A, izdelane na osnovi razširjenih kontaktorjev KT6000 in opremljene z dodatnim polprevodniškim blokom.

Preklopna odpornost proti obrabi kombiniranih kontaktorjev v običajnem preklopnem načinu je najmanj 5 milijonov ciklov, preklopna obrabna odpornost polprevodniških blokov pa je približno 6-krat večja. To jim omogoča ponovno uporabo v nadzornih sistemih.

Za krmiljenje AC elektromotorjev z nizko močjo se uporabljajo prednji kontaktorji z mostnimi kontaktnimi enotami. Dvojna prekinitev tokokroga in poenostavljeni pogoji za gašenje obloka izmeničnega toka omogočajo brez posebnih komor za gašenje obloka, kar bistveno zmanjša skupne dimenzije kontaktorjev.

Prednji kontaktorji se običajno proizvajajo v industriji v tripolni izvedbi. V tem primeru so glavni zapiralni kontakti ločeni s plastičnimi mostički 1.

Skupaj z nizkotokovnimi reed stikali so bili ustvarjeni zaprti močnostni magnetno krmiljeni kontakti (gersikoni), ki lahko preklapljajo tokove več deset amperov. Na tej osnovi so bili razviti kontaktorji za krmiljenje asinhronih elektromotorjev z močjo do 1,1 kW. Za Gersikone je značilna povečana kontaktna odprtina (do 1,5 mm) in povečan kontaktni tlak. Za ustvarjanje pomembne sile elektromagnetne privlačnosti se uporablja posebno magnetno vezje.

Področje uporabe elektromagnetnih kontaktorjev je precej široko. V strojegradnji se AC kontaktorji najpogosteje uporabljajo za krmiljenje asinhronih elektromotorjev. V tem primeru se imenujejo magnetni zaganjalniki. Magnetni zaganjalnik je najpreprostejši nabor naprav za daljinec elektromotorji in ima poleg samega kontaktorja pogosto tudi postajo s tipkami in zaščitne naprave.

Slika 1 (a, b) prikazuje namestitvene in vezne diagrame povezav nepovratnega magnetnega zaganjalnika. Vklopljeno žični diagram meje ene naprave so označene s črtkano črto. Primeren je za namestitev opreme in odpravljanje težav. Te diagrame je težko brati, ker vsebujejo veliko sekajočih se črt.

Slika 1 - Tokokrogi nepovratnega zaganjalnika

V diagramu vezja imajo vsi elementi ene naprave enake alfanumerične oznake. To vam omogoča, da se izognete povezovanju običajnih slik kontaktorske tuljave in kontaktov skupaj, s čimer dosežete največjo preprostost in jasnost vezja.

Ireverzibilni magnetni zaganjalnik ima kontaktor KM s tremi glavnimi vklopnimi kontakti (L1-S1, L2-S2, L3-S3) in enim pomožnim vklopnim kontaktom (3-5).

Glavni tokokrogi, po katerih teče tok elektromotorja, so običajno prikazani z debelimi črtami, močnostni tokokrogi kontaktorske tuljave (ali krmilnega tokokroga) z največjim tokom pa so prikazani s tankimi črtami.

Za vklop elektromotorja M morate na kratko pritisniti gumb SB2 "Start". V tem primeru bo tok tekel skozi tokokrog tuljave kontaktorja, armatura pa bo pritegnjena k jedru. To bo zaprlo glavne kontakte v napajalnem krogu motorja. Istočasno se zapre pomožni kontakt 3 – 5,

ki bo ustvaril vzporedno vezje za napajanje tuljave kontaktorja. Če zdaj spustite gumb Start, se bo tuljava kontaktorja vklopila preko lastnega pomožnega kontakta. To vrsto vezja imenujemo samozaklepno vezje. Zagotavlja tako imenovano ničelno zaščito motorja. Če med delovanjem elektromotorja omrežna napetost izgine ali se znatno zmanjša (običajno za več kot 40% nazivne vrednosti), se kontaktor izklopi in njegov pomožni kontakt se odpre. Po ponovni vzpostavitvi napetosti morate za vklop elektromotorja znova pritisniti gumb "Start". Ničelna zaščita preprečuje nepričakovan, spontan zagon elektromotorja, ki lahko povzroči nesrečo.

Naprave za ročno krmiljenje (stikala, končna stikala) nimajo ničelne zaščite, zato se krmiljenje s kontaktorji običajno uporablja v krmilnih sistemih pogona strojev.

Za izklop elektromotorja samo pritisnite tipko SB1 “Stop”. To odpre tokokrog samooskrbe in izklopi tuljavo kontaktorja.

V primeru, ko je potrebno uporabiti dve smeri vrtenja elektromotorja, se uporabi reverzibilni magnetni zaganjalnik, shema vezja ki je prikazan na sliki 2, a. Za spremembo smeri vrtenja asinhronega elektromotorja je potrebno spremeniti fazno zaporedje navitja statorja. Reverzibilni magnetni zaganjalnik uporablja dva kontaktorja: KM1 in KM2. Iz diagrama je razvidno, da če sta oba kontaktorja nenamerno vklopljena hkrati, pride do kratkega stika v tokokrogu glavnega toka. Da bi to preprečili, je vezje opremljeno s ključavnico. Če po pritisku na gumb SB3 "Naprej" in vklopu kontaktorja KM1 pritisnete gumb SB2 "Nazaj", bo odpiralni kontakt tega gumba izklopil tuljavo kontaktorja KM1, zapiralni kontakt pa bo napajal kontaktor KM2 tuljava. Motor se bo obrnil.

Slika 2 - Tokokrogi vzvratnega zaganjalnika

Podoben diagram krmilnega vezja vzvratnega zaganjalnika z zaklepanjem na pomožnih prekinitvenih kontaktih je prikazan na sliki 2, b. V tej shemi vklop enega od kontaktorjev, na primer KM1, odpre napajalni tokokrog tuljave drugega kontaktorja KM2. Za vzvratno vožnjo morate najprej pritisniti gumb SB1 "Stop" in izklopiti kontaktor KM1. Za zanesljivo delovanje vezja je potrebno, da se glavni kontakti kontaktorja KM1 odprejo, preden pride do zapiranja prekinitvenih pomožnih kontaktov v vezju kontaktorja KM2. To dosežemo z ustrezno nastavitvijo položaja pomožnih kontaktov vzdolž armature.

V serijskih magnetnih zaganjalnikih se pogosto uporabljajo dvojna ključavnica po zgornjih načelih. Poleg tega imajo reverzibilni magnetni zaganjalniki lahko mehansko zaporo s preklopno ročico, ki preprečuje hkratno delovanje elektromagnetov kontaktorjev. V tem primeru morata biti oba kontaktorja nameščena na skupni podlagi.

Odprti magnetni zaganjalniki so nameščeni v omarah za električno opremo. Zaganjalniki, odporni na prah in brizganje prahu, so opremljeni z ohišjem in nameščeni na steno ali stojalo kot ločena naprava.

Elektromagnetni kontaktorji izberite glede na nazivni tok elektromotorja ob upoštevanju delovnih pogojev. GOST 11206-77 določa več kategorij AC in DC kontaktorjev. AC kontaktorji kategorij AC-2, AC-3 in AC-4 so namenjeni preklopu močnostnih tokokrogov asinhronih elektromotorjev. Kontaktorji kategorije AC-2 se uporabljajo za zagon in zaustavitev elektromotorjev z navitim rotorjem. Delujejo v najlažjem načinu, saj se ti motorji običajno zaženejo z rotorskim reostatom. Kategorija AC-3 in AC-4 zagotavljata neposreden zagon elektromotorjev s kletkastim rotorjem in morata biti zasnovani za šestkratno povečanje zagonskega toka. Kategorija AC-3 omogoča izklop vrtljivega asinhronega elektromotorja. Kontaktorji kategorije AC-4 so zasnovani za protitočno zaviranje elektromotorjev z rotorjem s kletko ali za odklop stacionarnih elektromotorjev in delujejo v najtežjih pogojih.

Kontaktorji, zasnovani za delovanje v načinu AC-3, se lahko uporabljajo v pogojih, ki ustrezajo kategoriji AC-4, vendar se nazivni tok kontaktorja zmanjša za 1,5-3 krat. Podobne kategorije uporabe so na voljo za kontaktorje DC.

Kontaktorji kategorije DS-1 se uporabljajo za preklapljanje nizkoinduktivnih bremen. Kategoriji DS-2 in DS-3 sta namenjeni krmiljenju enosmernih elektromotorjev z vzporednim vzbujanjem in omogočata stikalni tok enak. Za krmiljenje enosmernih elektromotorjev s sekvenčnim vzbujanjem se uporabljata kategoriji DS-4 in DS-5.

Te kategorije določajo običajni preklopni način, v katerem lahko kontaktor deluje neprekinjeno dolgo časa. Poleg tega se razlikuje način redkega (naključnega) preklopa, ko se lahko preklopna zmogljivost kontaktorja poveča za približno 1,5-krat.

Če asinhroni elektromotor deluje v prekinitvenem načinu, se kontaktor izbere glede na vrednost efektivnega toka. Na izbiro kontaktorja vpliva stopnja zaščite kontaktorja. Zaščiteni kontaktorji imajo slabše pogoje hlajenja, njihov nazivni tok pa je zmanjšan za približno 10 % v primerjavi z odprtimi kontaktorji.

KONTAKTNI IN OBLOČNI SISTEMI KONTAKTORJEV

Kontaktorji običajno uporabljajo vzvodne (slika 1, a) in mostne (slika 1, b) kontakte. V kontaktih vzvoda, ko so odklopljeni, se oblikuje ena vrzel (en lok), v kontaktih mostu - dva (dva loka). Zato so možnosti za odklop električnih tokokrogov pri napravah z mostnimi kontakti večje kot pri napravah z vzvodnimi (prstnimi) kontakti.

Slika 1 – Kontakti ročice in mostu

Mostni kontakti imajo v primerjavi z vzvodnimi kontakti to pomanjkljivost, da se v zaprtem stanju v njih ustvarita dva kontaktna tokovna prehoda, v vsakem od katerih je treba ustvariti zanesljiv dotik. Zato je treba silo kontaktne vzmeti podvojiti (v primerjavi z vzvodnimi kontakti), kar na koncu poveča moč elektromagnetnega pogona kontaktorja.

V izmeničnih kontaktorjih za prekinjene tokove do 100 A pri omrežni napetosti do 100-200 V se komore za gašenje obloka ne smejo uporabljati, saj se oblok ugasne z raztezanjem v atmosferskem zraku (odprti prelom). Za preprečitev prekrivanja električnih lokov na sosednjih polih se uporabljajo izolacijske predelne stene. Kontaktorji z odprtim oblokom obstajajo tudi na enosmernem toku, vendar so prekinjeni tokovi zanje bistveno nižji.

Pri visokih vrednostih prekinjenih tokov in napetosti so naprave opremljene s komorami za gašenje obloka, od katerih je najpogostejši špranjske kamere in mreže za dušenje obloka. Komora z režami (slika 2, a) tvori ozko režo (režo) znotraj med stenami iz izolacijskega materiala, odpornega na oblok (azbestni cement itd.). Vanj se zažene električni oblok 1 in tam ugasne zaradi povečanega odvajanja toplote v tesnem stiku s stenami.

Rešetka za gašenje obloka (slika 2, b) je paket tankih (mm) kovinskih plošč 2, na katere se piha oblok. Plošče delujejo kot radiatorji, ki intenzivno odvajajo toploto iz stebra obloka in pomagajo pri njegovem gašenju.

Najpomembnejša značilnost obločnega žleba je volt-amperska karakteristika. Z njim lahko izračunate procese ugasnitve obloka, ko je vezje izklopljeno.

Slika 2 – Obločne komore

Kot so pokazale obratovalne izkušnje, je mreža za gašenje obloka neprimerna za pogoste izpade tokokroga pri relativno visokih tokovih. Z visoko frekvenco izklopov se njegove plošče segrejejo do visoke temperature in nimaš časa, da bi se ohladil. Ne morejo ohladiti stebra obloka in mreža ne deluje. Za režim pogostih izpadov tokokroga so primernejši žlebovi z režami. , m, med ploščama 3 na sl. 3, a) v skladu z zakonom skupnega toka za enakomerno polje (HL=Iw), poljska jakost (A/m)

.

Če zamenjamo to vrednost v (*), dobimo:

,

kjer je število ovojev tuljave.

Ker je v sistemu s serijsko magnetno pihalno tuljavo sila sorazmerna s kvadratom toka, je priporočljivo uporabiti to vrsto pihanja v kontaktorjih, ki so zasnovani za relativno velike nazivne tokove. Za zmanjšanje porabe bakra za izdelavo tuljave, katere presek je treba izbrati glede na nazivni tok kontaktorja, je zaželeno, da je tuljava čim manj zavojev. Vendar mora to število obratov zagotoviti takšno jakost magnetnega polja v območju njegove interakcije s tokom obloka, ki bo ustvarila pogoje za zanesljivo gašenje obloka v danem območju prekinjenih tokov. Običajno se meri v enotah pri nazivnih tokovih stotine amperov, pri tokovih desetin amperov pa doseže deset in več.

Prednost serijskih sistemov magnetnih pihalnih tuljav je, da je smer sile neodvisna od smeri toka. To omogoča uporabo navedenega sistema ne samo na enosmernem, temveč tudi na izmeničnem toku. Pri izmeničnem toku pa lahko zaradi pojava vrtinčnih tokov v magnetnem vezju pride do faznega premika med tokom obloka in posledično jakostjo magnetnega polja v območju gorenja obloka, kar lahko povzroči, da se oblok vrže nazaj v komora.

Pomanjkljivost sistema s serijsko magnetno pihalno tuljavo je nizka jakost magnetnega polja, ki jo ustvari pri majhnih preklopnih tokovih. Zato je treba parametre tega sistema izbrati tako, da se v območju teh tokov zagotovi največja možna jakost magnetnega polja v območju gorenja obloka, ne da bi se zatekla k znatnemu povečanju števila ovojev magnetne tuljave, tako da da ne povzroči nepotrebne porabe bakra za njegovo izdelavo. Pri nizkih tokovih magnetni krog tega sistema ne sme postati nasičen. Potem se skoraj celotna sila magnetiziranja tuljave kompenzira s padcem magnetnega potenciala v zračni reži in jakost magnetnega polja v njej bo največja možna. Nasprotno, pri visokih tokovih je priporočljivo magnetno vezje spraviti v nasičenost, ko njegova magnetna upornost postane velika. S tem se bo zmanjšala jakost magnetnega polja v območju nahajanja obloka, zmanjšala se bo jakost in intenziteta gašenja obloka ter zmanjšale prenapetosti pri njegovem gašenju.

Obstaja sistem z vzporedno magnetno pihalno tuljavo, ko tuljava 1 (glej sliko 3), ki vsebuje na stotine ovojev tanke žice in je zasnovana za polno napetost vira energije, ustvari jakost magnetnega polja (A/m) v območje gorenja obloka

.

Elektrodinamična sila, ki deluje na lok (N) (glej sliko 3, b)

,

Kje

V tem sistemu je sila, ki deluje na oblok, sorazmerna s prvo močjo toka. Zato se izkaže, da je bolj primeren za kontaktorje z nizkimi tokovi (do približno 50 A).

Kontaktor z vzporedno tuljavo magnetnega toka reagira na smer toka. Če smer magnetnega polja ostane nespremenjena in tok spremeni svojo smer, bo sila usmerjena v nasprotno smer. Oblok se ne bo premaknil v komoro za gašenje obloka, ampak v nasprotni smeri - na magnetno pihalno tuljavo, kar lahko povzroči nesrečo v kontaktorju. To je pomanjkljivost obravnavanega sistema. Pomanjkljivost tega sistema je tudi potreba po povečanju stopnje izolacije tuljave glede na polno napetost omrežja. Zmanjšanje omrežne napetosti povzroči zmanjšanje sile magnetiziranja tuljave in oslabitev intenzitete magnetnega udara, kar zmanjša zanesljivost gašenja obloka.

V sistemu magnetnega pihanja lahko namesto napetostne tuljave uporabimo trajni magnet. Lastnosti takega sistema so podobne sistemu z vzporedno magnetno pihalno tuljavo. Zamenjava napetostne tuljave s trajnim magnetom bo odpravila porabo bakra in izolacijskih materialov, ki bi bili potrebni za izdelavo tuljave. Hkrati se med delovanjem ne smejo kršiti lastnosti trajnega magneta v sistemu.

Sistemi z vzporedno magnetno pihalno tuljavo in trajni magneti na izmenični tok se ne uporabljajo, saj je praktično nemogoče uskladiti smer magnetnega pretoka s smerjo obločnega toka, da bi kadarkoli dobili enako smer sile.

Z večanjem jakosti magnetnega pišnega polja se izboljšajo pogoji za izstop obloka iz kontaktov na gasilnih rogovih in postane lažji njegov vstop v komoro. Zato se z rastjo zmanjšuje tudi obraba kontaktov zaradi toplotnih učinkov obloka, vendar do določene meje.

Visoke poljske jakosti ustvarjajo znatne sile, ki delujejo na oblok in izvržejo staljene kovinske mostove iz medkontaktne reže v ozračje. To poveča kontaktno obrabo. Pri optimalni jakosti polja je obraba kontakta minimalna.

Kontaktna obraba je pomemben tehnični dejavnik. Zato so sprejeti resni ukrepi, kot je zmanjšanje vibracij kontaktov, ko je naprava vklopljena, da se zmanjša obraba in podaljša življenjska doba kontaktov.

Pomembna lastnost Naprava za gašenje obloka z izmeničnim tokom je vzorec rasti moč, ki jo je mogoče obnoviti medkontaktna vrzel po prehodu toka skozi nič.

12 ŠTAFET. INTEGRIRANA VEZJA – TEHNIČNE OSNOVE ZA IZDELAVO RELEJSKE ZAŠČITE

Relejna zaščita vsake električne napeljave vsebuje tri glavne dele: merilni, logični in izhodni. Merilni del vključuje merilne in prožilne zaščitne elemente, ki v primeru odstopanja delujejo na logični del. električni parametri(tok, napetost, moč, upor) iz prednastavljenih vrednosti za varovani objekt.

Logični del je sestavljen iz ločenih preklopnih elementov in elementov časovnega zamika, ki ob določenem delovanju (aktivaciji) merilnih in prožilnih elementov, v skladu z zagonskim programom vgrajenim v logični del