7.2. Токоведущая цепь и дугогасительная система автоматов

а) Токоведущая цепь. Наиболее важной частью токоведущей цепи автоматов являются контакты. При номинальных токах до 200 А применяется одна пара контактов, которые для увеличения дугостойкости могут быть облицованы металлокерамикой. При токах более 200 А применяются двухступенчатые контакты типа перекатывающегося контакта (рис. 3.15) или пары главных и дугогасительных контактов. Основные контакты облицовываются серебром либо металлокерамикой (серебро, никель, графит). Дугогаентельный неподвижный контакт покрывается металлокерамикой СВ-50 (серебро, вольфрам), подвижный — СН-29ГЗ. Применяется металлокерамика и других марок. Работа таких контактов рассмотрена в § 3.4. В автоматах на большие номинальные токи применяется несколько параллельных пар глазных контактов.

В быстродействующих автоматах с целью уменьшения собственного времени применяются исключительно торцевые контакты, имеющие малый провал. Контакты изготавливаются из меди, а поверхности касания подвергаются серебрению. В настоящее время проводятся работы по созданию искусственного жидкостного охлаждения контактов [3.2]. Такое решение позволяет сохранить малую массу и быстродействие автомата и увеличить длительный ток с 2,5 до 10 кА.

Устойчивость контактирования при включении на короткое замыкание зависит от скорости нарастания контактного нажатия. При амплитуде включаемого тока более 30—40 кА применяются автоматы моментного действия, у которых скорость движения контактов и контактное нажатие не зависят от скорости перемещения включающего механизма.

В универсальных автоматах, работающих селективно, создается определенная выдержка времени при протекании тока короткого замыкания, и размыкание контактов в течение этого времени недопустимо.

Во избежание приваривания контактов применяется электродинамическая компенсация. Один из вариантов такого компенсатора показан на рис. 17.1. При протекании тока в дугогасительной контуре на проводник АВ, несущий неподвижный дугогасительный контакт, действует электродинамическое усилие Рэд, увеличивающее нажатие контактов.

В установочных и быстродействующих автоматах, у которых при коротком замыкании отключение происходит без выдержки времени, электродинамическая компенсация не применяется, так как она ведет к увеличению собственного времени отключения.

б) Дугогасительная система. В автоматах применяются полузакрытое и открытое исполнения дугогасительных устройств. В полузакрытом исполнении автомат закрыт изоляционным кожухом, имеющим отверстия для выхода горячих газов. Объем кожуха достаточно велик для исключения внутри больших избыточных давлений. Зона выброса горячих и ионизированных газов составляет несколько сантиметров от выхлопных щелей. Такое исполнение применяется в установочных и универсальных автоматах, монтируемых рядом с другими аппаратами, в распределительных устройствах, автоматах с ручным управлением. Предельный отключаемый ток не превышает 50 кА.

В быстродействующих автоматах и автоматах на большие предельные токи (100 кА и выше) или большие напряжения (выше 1000 В) применяются дугогасительные устройства открытого исполнения с большой зоной выброса.

В установочных и универсальных автоматах массового применения широко используется деионная дугогасительная решетка из стальных пластин (§ 4.11). Поскольку эти автоматы предназначены как для переменного, так и для постоянного тока, число пластин выбирается из условия отключения цепи постоянного тока. На каждую пару пластин должно приходиться напряжение не более 25 В. В цепях переменного тока с напряжением 660 В такие дугогасительные устройства обеспечивают гашение дуги с током до 50 кА. На постоянном токе эти устройства работают при напряжении до 440 В и отключаемых токах до 55 кА. При этом дуга горит с минимальным выбросом ионизированных и нагретых газов из дугогасительного устройства.

При больших токах применяются лабиринтно-щелевые камеры и камеры с прямой продольной щелью. Втягивание дуги в щель осуществляется магнитным дутьем с катушкой тока. Продольно-щелевая камера может иметь несколько параллельных щелей неизменного сечения. Это уменьшает аэродинамическое сопротивление камеры и облегчает вхождение в нее дуги с большим током. Вначале дуга разбивается по щелям на ряд параллельных дуг. Но затем из всех параллельных дуг остается лишь одна. Гашение этой дуги завершает процесс отключения. Стенки камеры и перегородки изготавливаются из асбоцемента или керамики.

В лабиринтно-щелевой камере (см. рис. 4.24) постепенное вхождение дуги в зигзагообразную щель не создает высокого аэродинамического сопротивления при больших токах. Узкая щель повышает градиент напряжения в дуге, что сокращает необходимую ее длину при гашении. Зигзагообразная форма щели уменьшает габаритные размеры автомата. В такой камере дуга интенсивно охлаждается стенками. Поэтому материал камеры должен обладать высокими теплопроводностью и температурой плавления.

Для того чтобы камера не разрушалась под воздействием температуры, дуга должна двигаться непрерывно с большой скоростью. Это требует создания мощного магнитного поля на всем пути движения дуги в щели. При недостаточно высокой скорости движения дуги происходит разрушение дугогасительного устройства (§ 18.7). В качестве материала для камеры применяется керамика — кордиерит. Газообразующие материалы типа фибры и органического стекла не применяются из-за повышения аэродинамического сопротивления вхождению дуги в камеру.

В настоящее время с целью упрощения конструкции (отказ от мощных и сложных систем магнитного дутья) вновь возвращаются к использованию деионной стальной решетки. Стальные, изолированные керамикой пластины, имеющие паз для дугогасительных контактов, создают усилие, перемещающее дугу. Гашение дуги происходит так же, как в камере с поперечными изоляционными перегородками, но при отсутствии специальной системы магнитного дутья.

.5. ТИРИСТОРНЫЙ ПУСКАТЕЛЬ

На рис. 8 14 показан один из вариантов схемы бесконтактного — тиристорного пускателя. Силовой блок Б1 содержит силовые тиристоры VS1—VS3 и диоды VD1—VD3, рассчитанные на номинальный и пусковой токи двигателя М. При подаче сигнала управления на электроды 1—2, 3—4, 5—6 тиристоры открываются и двигатель подключается к сети В отрицательный полупериод, когда тиристоры закрываются отрицательным анодным напряжением, ток двигателя проходит по диодам VD1—VD3. Диоды могут быть заменены тиристорами.

При снятии сигнала управления (при перегрузке, потере фазы, нажатии кнопки «Стоп») тиристоры закрываются. Следующий полупериод тока пропускается диодами. После этого диоды VD1, VD2, VD3 закрываются и двигатель отключается от сети. По тиристорам и диодам протекает лишь небольшой ток утечки

Сигналы управления тиристорами формируются в блокинг-генера-торе Б2, который получает напряжение от блока питания БЗ. При нажатии кнопки «Пуск» включается тиристор VS5 и все напряжение прикладывается к резистору R3. При этом транзистор VT3 закрыт, так кал напряжение на резисторе R3 больше, чем на резисторе R4. По мере заряда конденсатора С2 наступают условия для открытия транзистора VT3 и конденсатор С2 начинает разряжаться на обмотку wx трансформатора Т2. Электродвижущая сила, наводящаяся при этом способствует быстрому и полному открытию транзистора VT3 При разряде конденсатора напряжение на резисторе R3 возрастает, транзистор VT3 закрывается и снова начинается заряд конденсатора С2. Таким образом, генерируются импульсы тока в обмотке »i я в трех выходных обмотках ©2 появляются управляющие импульсы Диоды VD5—VD7 пропускают импульсы только положительной полярности.

Длительность импульса 30 мкс при паузе между импульсами 300 мкс (частота около 3 кГц).

Аналогичные схемы могут управляться сигналами постоянного тока или переменным током низкой частоты Использование блокинг-генератора даст возможность быстро включать тиристор и уменьшить нагрузку по его управляющему электроду

При нормальном режиме транзистор VT2 блока Б2 насыщен и лампа Л2 не горит. Если на контакты 7, 8 блока Б2 подано напряжение с одноименных контактов блока защиты Б4, тиристор VS4 открывается и блокинг-генератор лишается питания. Блок питания БЗ включается только на резистор R8. При потере питания генерация в блоке Б2 прекращается и тиристор VSS отключается. Одновременно транзистор VT2 закрывается и загорается лампа Л2, сигнализируя об отключении пускателя от защиты. В случае потери фазы в выходном напряжении (после диодов VD8—VD10) появляется пауза В эту паузу блок Б2 останавливается и тиристор VS5 отключается, что ведет к закрытию силовых тиристоров.

Блок Б4 защиты двигателя и силовых тиристоров от перегрузки питается от трансформаторов тока ТА1—ТАЗ. Напряжение с нагрузочных резисторов выпрямляется и подается на потенциометр R1. Параметры трансформаторов ТА1—ТАЗ и резисторов Rl, R5—R7 выбираются так, что при номинальном токе во всех трех фазах напряжение, снимаемое с потенциометра R1, меньше напряжения пробоя стабилитрона VD11. До тех пор пока напряжение на стабилитроне меньше напряжения пробоя (с7<ипроб), сопротивление стабилитрона очень высоко. При этом ток базы транзистора VT1 недостаточен для его открытия. Если ток хотя бы в одной фазе превысит номинальное значение, то возникает неравенство U>Unvoe, сопротивление стабилитрона резко падает, ток в базе VT1 возрастает и он насыщается. Ток в стабилитроне ограничивается резистором R2 до допустимого значения. Если восстановится неравенство U<Unpoe, то сопротивление стабилитрона снова возрастет, транзистор VT1 закроется. После открытия транзистора VT1 начинается заряд конденсатора С1. Напряжение с конденсатора С1 на выход 7, 8 не подается до тех пор, пока не превысит напряжение переключения динистора VD4. Динистор имеет такую же вольт-амперную характеристику, как и тиристор при /у=0. Если перегрузка была настолько кратковременной, что конденсатор С2 не успел зарядиться, то напряжение на выходе 7, 8 не появится и пускатель останется в работе. Если Uc\ станет больше напряжения переключения динистора VD4, произойдет разряд конденсатора С1 на цепь управления тиристора VS4 блока Б2 и последний откроется. При этом прекратится генерация импульсов, открывающих VS1—VS3, и двигатель остановится. Параметр срабатывания блока защиты регулируется потенциометром R1. За счет усложнения блока защиты можно создать выдержку времени в зависимости от условия перегрузки. Защита двигателя и силовых тиристоров от токов КЗ в данном пускателе осуществляется быстродействующими предохранителями FU1—FU3 типа ПНБ-5 (§ 16.4).

По сравнению с контактными тиристорный пускатель обладает следующими преимуществами:

1. Отсутствие электрической дуги при коммутациях делает аппарат незаменимым при работе во взрывоопасных и пожароопасных средах.

2. Высокая электрическая износостойкость (15-106 циклов).

3. Совершенная защита от токов перегрузки и КЗ, а также при потере фазы, что обеспечивает увеличение срока службы двигателей.

4. Допустимое число включений достигает 2000 в час.

5. Длительность отключения не превышает 0,02 с.

6. Высокая надежность и долговечность, а также отсутствие необходимости в уходе при эксплуатации.

Недостатками тиристорного пускателя являются сложность схемы, большие габариты и высокая стоимость. Несмотря на эти недостатки, бесконтактные пускатели находят широкое применение во взрыво- и пожароопасных производствах и других областях техники, требующих высокой надежности.

Стопора путевые СП

Предназначены для остановки и удержания на откаточных путях шахтных грузовых вагонеток, движущихся в одном направлении. Стопоры могут применяться как отдельный механизм, так и в сочетании с оборудованием обмена вагонеток в клетях на приемных площадках клетевых стволов. При необходимости дозирования вагонеток на участке устанавливаются последовательно два стопора.Конструкция обеспечивает фиксацию стопорных кулаков в закрытом положении независимо от воздействия колес вагонетки.

Стропы могут использоваться могут использоваться в различных условиях благодаря применению электро-, пневмо- или гидропривода.

Взависимости от ширины колеи, энергии стопорения и вида привода предусмотрено три типоразмера, вкючающих, включающих 24 исполнения стопоров.

Энергия стопорения, Дж

2000-8000

Начальная скорость при стопорения, м/с

1,0

Габаритные размеры, мм

- длина

1515-2215

- ширина

1290-2100

- высота

640-680

Масса, кг:

750-1420

Соединение фаз треугольником

При соединении фазных обмоток трехфазного генератора треугольником (рис. 1) начало Н' одной фазы соединяют с концом К" другой, начало другой Н" — с концом третьей К'" и начало третьей Н'" фазы соединяют с концом первой Н'.

Фазные обмотки генератора образуют замкнутый контур с малым внутренним сопротивлением. Но при симметричных э. д. с. (равных по величине и одинаково сдвинутых друг относительно друга) в фазах и при отключенной внешней цепи ток в этом контуре равен нулю, так как сумма трех симметричных э. д. с. в любой момент равна нулю. При таком соединении напряжения между линейными проводами равны напряжениям на фазных обмотках:

Если все три фазы генератора нагружены совершенно одинаково, то в линейных проводах текут равные токи. Каждый из этих линейных токов равен геометрической разности токов в двух смежных фазах. Так, вектор линейного тока Iс равен геометрической сумме векторов в фазах Iса и Iсb (рис. 2, а). Векторы фазных токов сдвинуты друг относительно друга на угол 120° (рис. 2,б).

Рис. 1. Соединение обмоток генератора треугольником.

Из рисунка 2, б следует, что абсолютная величина линейного тока

Аналогично обмоткам генератора трехфазную нагрузку можно включать в звезду и треугольник.

Рис. 2. Векторная диаграмма токов.

Так, трехфазные электрические двигатели рассчитаны на соединение обмоток в зависимости от напряжения в сети в звезду Y или в треугольник Δ.

Если в сети нет нулевого провода и, таким образом, потребитель имеет в своем распоряжении три линейных напряжения, он может искусственно создать фазные напряжения. Для этой цели три одинаковых сопротивления (нагрузки) включают в сеть по схеме звезда. Каждая из этих нагрузок окажется включенной на фазное напряжение (рис. 3):

Соединение обмоток генератора по схеме треугольник применяют главным образом на передвижных электростанциях небольшой мощности с ограниченной по протяженности сетью (электростанции электростригальных агрегатов и др.).

В четырехпроводной трехфазной системе нулевой провод надежно заземлен на электростанции, на ответвлениях сети и через определенные расстояния по линии. Этот провод используется для заземления металлических корпусов токоприемников у потребителя.

Рис. 3. Включение трех равных по сопротивлению токоприемников по схеме звезда в три линейных провода.

Рис. 4. Схема включения в трехфазную четырехпроводную сеть осветительной (220 В) и силовой (380 В) нагрузок.

На рисунке 4 приведена схема включения в трехфазную четырехпроводную сеть осветительной и силовой нагрузок. Осветительная нагрузка включена на фазное напряжение 220 В. Стремятся равномерно загрузить однофазной нагрузкой все три фазы. С этой целью по одной улице населенного пункта для освещения проводят одну фазу с нулевым проводом, по другой — вторую фазу и нулевой провод, по третьей — третью и нулевой провод и т. д. Силовую нагрузку (электродвигатели, сварочные трансформаторы), а также мощные нагревательные трехфазные приборы включают на линейное напряжение.

Соединение фаз звездой

На рисунке представлена схема соединения фаз генератора звездой. Условное обозначение этой схемы Y. Концы К всех трех фаз соединяют в общую точку, называемую нулевой. Если отводят только три провода от генератора А, В, С, то такую систему называют трехфазной трехпроводной. Если отводят также четвертый, нейтральный, или «нулевой» провод N (О), то систему называют трехфазной четырехпроводной. Нулевую точку генератора, а следовательно, и нулевой провод надежно заземляют.

Ток в нулевом проводе появится только тогда, когда три фазы будут нагружены неравномерно. Ток, протекающий по нулевому проводу, равен алгебраической сумме токов в трех фазах:

По абсолютной величине in всегда меньше, чем ток в любой из фаз, если нагрузка включена во все фазы. Поэтому сечение нулевого провода принимается меньшим, чем сечение фазных проводов.

Только в том случае, если нагрузка включена между одной из фаз и нулевым проводом, а к другим фазам нагрузка не включена, ток в нагруженной фазе равен току в нулевом проводе.

Напряжение между любой из фаз и нулевым проводом называется фазным напряжением и обозначается Uф. Оно равно напряжению между началом каждой из фаз и ее концом (рис. 2).

Напряжение между фазными проводами называется линейным напряжениеми обозначается Uл. Оно равно геометрической разности двух фазных напряжений (рис. 2), то есть линейные напряжения между фазами А и В, В и С, С и А

Абсолютная величина линейного напряжения может быть определена из треугольника векторов АОВ. Основание этого треугольника АВ равно линейному напряжению:

Или

Таким образом, в трехфазной четырехпроводной системе получают два напряжения: Uф — фазное и Uл — линейное. Линейное напряжение больше, чем фазное, в 1,73 раза. Сила тока в линейном проводе Iл равна но величине и направлению току в фазной обмотке Iф.

Приняты следующие напряжения для низковольтных сетей (табл. 1).

Таблица 1 Стандартные напряжения в потребительских сетях

Как видно из таблицы 1, напряжение источника электроснабжения (генератора или вторичной стороны трансформатора) берут всегда па 5% больше номинального сетевого напряжения с учетом того обстоятельства, что около 5% напряжения будет потеряно в линии. Это делают для того, чтобы подать потребителям электроэнергию номинального напряжения и обеспечить их удовлетворительную работу.

В сельском хозяйстве наибольшее распространение получила трехфазная четырехпроводная система 380/220 В, то есть система с линейным напряжением в сети Uл =380 В и фазным Uф = 220 В. Три фазы с напряжением между ними 380 В используют для питания электрических двигателей и трехфазных нагревательных приборов, а напряжение между фазой и нулевым проводом 220 В используют для питания источников света и бытовых электроприборов.

Соединение и оконцевание силовых кабелей

Для соединения и оконцевания силовых кабелей, а также для их присоединения к электрооборудованию применяют кабельные муфты и специальные разделки.

Для обеспечения требований, предъявляемых к качеству соединительных муфт, к монтажу муфт допускаются электромонтажники, имеющие высокую квалификацию (не ниже четвёртого разряда) и прошедшие специальные курсы. Монтажники должны иметь удостоверения на право производства монтажа муфт соответствующей категории. Удостоверение продлевается с прохождением инструктажа через каждые три года.

Способы соединения кабелей

Соединение силовых кабелей выполняют таким образом, чтобы переходное сопротивление не превышало сопротивления целого участка жилы, а электрическая прочность изоляции в месте соединения была такой же, как и остальной части.

Место соединения надежно защищается от проникновения влаги и механических повреждений. Кабели с бумажной изоляцией соединяют в муфтах, а места соединений шланговых кабелей вулканизируют горячим способом и покрывают лаком.

Место соединения или ответвления кабеля напряжением до 1 кВ, прокладываемого в земле, заключают в чугунную муфту, заливаемую битумной или стелопластика.

Соединительные муфты для кабелей 20 и 35 кВ выполняют однофазными в корпусах из латуни.

При вертикальной и крутонаклонной прокладке с разностью уровней более 15 м на кабеле с бумажной пропитанной изоляцией в месте соединения устанавливают стопорную муфту. Эти муфты секционируют участки и препятствуют перетеканию пропиточной массы по кабелю.

Кабели напряжением до 10 кВ включительно могут соединяться в муфтах из эпоксидного компаунда. Корпус такой муфты и распорки изготовляют на заводах.

Для соединения и ответвления кабелей напряжением до 1 кВ могут применяться муфты без корпусов заводского изготовления. В этом случае компаунд заливают в съемные формы из металла или пластмассы.

Для кабелей с пластмассовой изоляцией пригодны эпоксидные муфты, аналогичные по конструкции муфтам для кабелей с бумажно-масляной изоляцией.

Концевые заделки кабелей должны герметизировать изоляцию, предохранить конец кабеля от механических повреждений и вывести наружу изолированные жилы.

В сухих помещениях кабель оконцовывают воронками и сухими заделками из поливинилхлоридных лент и «перчатки» из свинца и резины. На открытом воздухе и во всех помещениях, кроме сухих, применяют концевые кабельные муфты. Изоляция жил над воронкой или муфтой усиливается покровами из лент, трубками или лаком.

Стальные воронки в сухих помещениях оконцовывают кабели с бумажно-масляной изоляцией напряжением до 10 кВ. При напряжении выше 1 кВ воронки выполняют с фарфоровыми втулками.

Во внутренних и в наружных установках при полной защите от осадков, запыления и солнечных лучей можно устанавливать заделки из эпоксидного компаунда. Их рекомендуют применять в электроустановках до 10 кВ.

Во внутренних установках до 10 кВ можно выполнять концевые заделки в свинцовых перчатках, а до 6 кВ, кроме того, - в резиновых перчатках.

Свицовые перчатки прочнее и надежнее в эксплуатации, но дороже и сложнее в изготовлении и монтаже. Они удобны в качестве нижней заделки при разных уровнях концов кабеля. Резиновые перчатки не допускаются при разности уровней 10 м и более.

В верхней точке кабеля при разных уровнях его концов на горизонтальных участках часто используют сухие заделки из поливинилхлоридной («винилитовой») ленты. Они могут устанавливаться в помещениях с температурой до 400оС. Эти заделки обладают высокой химической стойкостью, сравнительно просты в эксплуатации и изготовлении, а также наиболее дешевы.

Металлические кабельные муфты на напряжение до 10 кВ для наружной установки имеют вертикальные или наклонные выводы. Концевые муфты для кабелей 20 и 35 кВ выполняют однофазными. Корпус муфты отлит из чугуна или алюминиевого сплава. К нему прикреплены проходные фарфоровые изоляторы, стержни которых внутри муфты соединены с наконечниками жил кабеля.

Использование термоусаживаемых муфт для соединения кабелей

Важное значение для качества монтажа муфт имеют надёжное предохранение от попадания к них влаги и грязи, а также подготовка рабочего места. При монтаже муфт на открытом воздухе при любых условиях, а внутри помещений в тех случаях, когда в муфты могут во время монтажа попасть влага, пыль и грязь, монтаж их ведется в брезентовой палатке. Для уменьшения влияния на качество муфт перечисленных факторов и для повышения качества соединении разрабатываются и применяются новые материалы и конструкции.

В последние годы в мировой практике монтажа широкое распространение получили термоусаживаемые материалы, получаемые из обычных термопластов путём их радиационной, радиационно-химичсской, химической и другой обработки.

В процессе обработки происходит поперечная «сшивка» линейной структуры молекул с образованием между ними упругих поперечных связей. В результате полимер приобретает улучшенные механические характеристики, повышенную тсрмоатмосферную и коррозионную стойкость, долговечность.

Главное достоинство термоусаживаемых муфт - «память формы», то есть способность изделий из термоусаживаемых материалов, предварительно растянутых в нагретом состоянии и охлаждённых до температуры окружающей среды, сохранять практически неограниченное время растянутую форму, а при повторном нагреве до 120-150°С возвращаться к первоначальной форме.

Это свойство позволяет не ограничивать монтажные допуски, что значительно упрощает сборочно-монгажные работы и сокращает их трудоёмкость.

Изделия, служащие для герметизации и уплотнения, внутри имеют подслой, который плавится при нагреве (усадке) растянутого изделия и силой усадки вдавливается во все неровности уплотняемого изделия. При остывании герметизирующий подслой затвердевает, в результате чего происходит надёжное склеивание и герметизация изделий.

При монтаже, соединении и оконцевании силовых кабелей применяются также различные термоусаживаемые трубки, манжеты, что облегчает и упрощает монтаж муфт. Широкий диапазон термоусаживаемости отдельных частей позволяет использовать один типоразмер муфты для нескольких типов кабелей и сечения жил, что в свою очередь значительно сокращает потребность в запасных муфтах, находящихся на хранении.

Скрытая электрическая проводка

НАЗНАЧЕНИЕ:

Как и любая проводка предназначена для передачи электроэнергии от квартирного щитка к потребителям (холодильник, телевизор, лампочки и т. п.)

УСТРОЙСТВО:

Представляет собой провода и/или кабели, проложенные под слоем сырой или сухой штукатурки, в полостях строительных конструкций, то есть скрыта от прямого доступа.

Провода могут быть непосредственно "замурованы" в цемент или штукатурку, а могут быть еще и в трубах для большей защиты.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ:

Такую проводку весьма сложно монтировать и в дальнейшем обслуживать.

Однако, главный плюс - один раз хорошо сделали и забыли! Проводку, как говорится, не видно и не слышно.

С другой стороны, если возникнет какая либо неисправность, придется повозиться, чтобы сперва найти проводку, а потом аккуратно вскрыть стену и ничего при этом не повредить.

АППАРАТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НИЗКОГО И ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

РУБИЛЬНИКИ И ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ

Рубильник предназначен для ручного включения и отключения электрических цепей с постоянным напряжением до 440 и переменным до 500 В.

Переключатель в отличие от рубильника имеет две системы неподвижных контактов и три коммутационных положения. В среднем положении ножей цепи разомкнуты. Специальное устройство фиксирует ножи в этом положении.

Пакетные выключатели и переключатели являются малогабаритными коммутационными аппаратами с ручным приводом, которые служат для одновременного управления большим числом цепей. Пакетные выключатели и переключатели используются для нечастых коммутаций в цепях с небольшой мощностью (токи до 400 А, постоянное напряжение 220 и переменное 380В). Пакетные переключатели и выключатели применяются как аппараты распредустройства и в цепях автоматики. Они используются также для пуска и реверса двигателей, а также для переключения схемы соединения обмоток двигателя со звезды на треугольник.

В трехфазном рубильнике с центральной рукояткой (рис. 15.1) подвижный контакт — нож / вращается в шарнирной стойке 2. При размыкании цепи между ножом и неподвижным контактом стойки 3 загорается дуга. Гашение дуги постоянного тока при токе до 75 А происходит за счет механического удлинения дуги двигающимся ножом. Чем больше скорость движения контакта, тем больше скорость растяжения дуги и меньше время ее горения. При отключении больших токов решающим фактором является электродинамическая сила. Эта сила, действующая на единицу длины дуги, примерно обратно пропорциональна длине ножа. Для безопасности ремонта расстояние между контактными стойками 3 делается не менее 0,05 м.

На процесс гашения дуги влияют также тепловые потоки воздуха, создаваемые дугой. Дуга гасится более интенсивно, если ее растяжение за счет конвективного движения воздуха совпадает с направлением действия электродинамических сил (рубильник устанавливается так, что кривизна дуги обращена вверх).

При отключении переменного тока дуга гасится за счет возникновения электрической прочности 200—220 В около каждого катода рубильника (§ 4.7). В однофазной цепи двухполюсный рубильник позволяет легко гасить дугу с номинальным током при напряжении до 380 В.

Однополюсный рубильник с одним разрывом надежно работает в цепи с напряжением до 220 В. Рубильники и переключатели с центральной рукояткой (рис. 15.1) разрешается применять только для отключения обесточенной цепи. При отключении цепей под нагрузкой дуга не должна воздействовать на руку (рукоятка находится сбоку или применяется рычажный привод, см. рис. 15.2). Как правило, наиболее тяжело отключаемый ток (критическое значение) меньше его номинального значения.

Для рубильников и переключателей с боковой рукояткой или рычажным приводом отношение отключаемого тока к номинальному составляет 0,2 при постоянном напряжении 220 В и 0,3 при переменном напряжении 380 В. При постоянном напряжении 440 и переменном 500 В указанные аппараты используются только для отключения обесточенных цепей. Для увеличения отключающей способности рубильник снабжается дугогасительной решеткой.

При этом отключающая способность рубильников увеличивается до 0,5 /Ном при постоянном напряжении 440 и переменном 500 В, и до /ном в цепях с постоянным напряжением 220 и переменным 380 В.