Тема 4.7. Апарати електричного захисту від струмів короткого замикання.

1. Реле максимального струму, принцип дії, будова.

2. Автоматичні вимикачі принцип дії, будова.

Тема 4.8. Апарати захисту від перевантаження електродвигунів.

1. Апарати струмкового захисту.

2. Плавкі запобіжники.

1) Реле струму - це електричні апарати захисту від недопустимих значень струмів в електричних колах. Суттєвою відміною їх від розглянутих вище електричних апаратів захисту є те, що вони спрацьовують майже миттєво при досягненні струмом деякого критичного значення - струму спрацювання реле.Найчастіше такі реле виконують функцію реле максимального струму, але можуть виконувати і функцію реле мінімального струму. Ці реле бувають як постійного, так і змінного струму.

Реле струму (змінного) серії ЭТ (рис. 3.10) складається з ярма 1, яке виготовляється шихтованим з електротехнічної сталі. Обмотка 2 складається з двох котушок, які можуть бути з'єднані між собою як послідовно, так і паралельно, але до того споживача або ділянки кола, які вони мають захищати від недопустимих збільшень значень струму, обмотки підключаються послідовно. Якір 3 виготовляється Z-подібної форми з тонкого листа електротехнічної сталі і має можливість обертатися навколо осі в зазорі між полюсами ярма. Зі зміною сили струму, що проходить через обмотку 2, змінюється і величина обертового моменту, який діє на якір 3. Якір обертається навколо осі, а разом з ним обертаються і рухомі контакти 6. При досягненні струмом деякого критичного значення - струму спрацювання реле, рухомі контакти замикаються з нерухомими контактами 7, і на виході реле з'являється сигнал Uвux.Пружина 4 забезпечує рух якоря та рухомих контактів у зворотному напрямку при зменшенні або відсутності струму в обмотці.

Рис. 3.10. Реле струму серії ЭТ:

1 - ярмо; 2 - обмотка; 3 - якір; 4 - пружина; 5 - важіль; 6,7- рухомі та нерухомі контакти

2)Автоматичний вимикач - це контактний комутаційний апарат (електротехнічне або електроустановочні пристрій), здатний включати, проводити і відключати струми при нормальному стані електричного кола, а також включати, проводити протягом певного встановленого часу і відключати струми в певному аномальному стані ланцюга електричного струму. Автоматичний вимикач призначений для нечастих включень, а також для захисту кабелів і кінцевих споживачів від перевантаження і короткого замикання.

Автоматичний вимикач конструктивно виконаний у діелектричному корпусі. Включення-відключення проводиться важелем, проводи приєднуються до гвинтових клем . Засувка фіксує корпус вимикача на DIN-рейки і дозволяє при необхідності легко його. Комутацію ланцюга здійснюють рухливий і нерухомий контакти. Рухомий контакт подпружінен, пружина забезпечує зусилля для швидкого розчеплення контактів. Механізм розчеплення приводиться в дію одним з двох розщіплювачем: тепловим або магнітним.

Тепловий розчепитель являє собою біметалеву пластину, що протікає нагрівається струмом. При протіканні струму вище допустимого значення біметалічна пластина вигинається і приводить в дію механізм розчеплення. Час спрацьовування залежить від струму і може змінюватися від секунд до години.

Аппатари захисту від перенавантаження

Ці електричні апарати виконують функцію захисту від недопустимих значень електричних і неелектричних параметрів у різних режимах роботи електропривода. До цієї групи електричних апаратів можна віднести: запобіжники плавкі, реле теплові, реле струму та напруги

Запобіжники плавкі - це електричні апарати захисту від стру­мів короткого замикання і тривалих перевантажень по струму, їх назва пов'язана з основним елементом цих електричних апаратів - вставкою плавкою, яка виготовляється з провідникового матеріалу (міді, цинку, свинцю, алюмінію тощо) у вигляді з каліброваним значенням його діаметра, однорідних пластинок з потоншеними ділянками з каліброваними розмірами, пластинок із напайками з легкоплавкого матеріалу (наприклад, олова) . Вставка плавка вмикається послідовно з тим споживачем, за­хист від недопустимо великих значень струмів якого вона має забезпечити. При роботі в номінальних режимах, коли значення струму не перевищує певних допустимих значень, вставка плавка нагрівається Джоулевим теплом, але завдяки теплообміну температура вставки плавкої не досягає того крити­чного значення, за якого вона може перегоріти, і тому в тако­му режимі запобіжник може працювати нескінченно довго.У разі значного миттєвого збільшення сили струму через вставку плавку (наприклад, у режимі к.з.), або ж тривалого значного перевантаження споживача, коли струм недопустимо збільшується, відбувається інтенсивне виділення тепла у вставці, і вона перегорає.

Реле теплові призначені для захисту від тривалих перевантажень по струму. Головною складовою частиною таких реле є біметалева пластина яка складається з двох пластин, виготовлених зі струмопровідних матеріалів, що мають різні коефіцієнти температурного розширення частіше для цього використовують інвар (менше значення а) та немагнітну або хромонікелеву сталь (більше значення а). У місці контактування пластини надійно скріплюються, наприклад, за допомогою електрозварювання. Якщо біметалеву пластину закріпити з одного кінця і нагріти, то вона вигинається в сторону пластини з меншим А. Ця властивість біметалевої пластини і використовується в роботі теплового реле.

Реле струму - це електричні апарати захисту від недопустимих значень струмів в електричних колах. Суттєвою відміною їх від розглянутих вище електричних апаратів захисту є те, що вони спрацьовують майже миттєво при досягнен­ні струмом деякого критичного значення - струму спрацювання реле.

Найчастіше такі реле виконують функцію реле максимального струму, але можуть виконувати і функцію реле мінімального струму. Ці реле бувають як постійного, так і змінного струму.

Реле струму складається з ярма , яке виготовляється шихтованим з електротехнічної сталі. Обмотка складається з двох котушок, які можуть бути з'єднані між собою як послідовно, так і паралельно, але до того споживача або ділянки кола, які вони мають захищати від недопустимих збільшень значень струму, обмотки підключаються послідовно. Якір виготовляється Z-подібної форми з тонкого листа електротехнічної сталі і має можливість обертатися навколо осі в зазорі між полюсами ярма. Зі зміною сили струму, що проходить через обмотку , змінюється і величина обертового моменту, який діє на якір . Якір обертається навколо осі, а разом з ним обертаються і рухомі контакти . При досягненні струмом деякого критичного значення - струму спра­цювання реле, рухомі контакти замикаються з нерухомими контактами , і на виході реле з'являється сигнал Uвux.

Пружина 4 забезпечує рух якоря та рухомих контактів у зворотному напрямку при зменшенні або відсутності струму в обмотці.

Конструкція реле струму дозволяє регулювати значення струму спрацювання. Ступеневе регулювання досягається внаслідок послідовного або паралельного з'єднання обмоток . При паралельному з'єднанні струм удвічі більший, ніж при послідовному. Плавне регулювання досягається з допомогою важеля , завдяки обертанню якого змінюється величина початкового натягу пружини

Реле напруги - це електричні апарати захисту від недопустимих значень напруг на окремих споживачах або на окремих ділянках електричних кіл. Реле напруги мають такі самі складові частини, що й реле струму. Суттєвою відміною є те, що обмотки котушок у них підключаються паралельно до джерела живлення, споживача або ділянки електричного кола, від недопустимої зміни напруги яких вони мають захищати. Тому обмотка їх виготовляється з ізольованого дроту зі значно меншим перерізом, ніж у реле струму, і має значний електричний опір.

Лекція