7. Виды защиты и аппараты защиты в электроустановках.

1. Виды защиты и аппараты защиты.

2. Предохранители.

3. Реле максимального тока.

4. Тепловые реле.

5. Выбор предохранителей и уставок тепловых и максимальных реле.

6. Специальные блоки защиты.

1. Электроустановки могут длительно работать при нормальных режимах. При этом соблюдаются номинальные или расчетные параметры работы оборудования:U ном., I ном., Р ном., и др. Иногда при эксплуатации могут возникнуть ненормальные режимы: перегрузка, короткое замыкание, увеличение или уменьшение напряжения, утечка тока на землю и др. При этих режимах оборудование работать не может и должно быть отключено во избежание выхода из строя или аварии.

К основным видам защиты относятся:

-тепловая---защита от перегрузок, т.е. от небольшого увеличения рабочего тока (на 10- 20% )

-максимальная токовая (МТЗ, отсечка)---защита от коротких замыканий;

-нулевая---защита от исчезновения напряжения;

-минимального напряжения---защита от уменьшения напряжения;

-Земляная ---защита от замыканий на землю в сетях напряжением 6—35 кВ;

-защита от перенапряжений, возникающих при коммутации или при грозе.

Каждый вид защиты обеспечивается определенным аппаратом защиты. Тепловую защиту обеспечивает тепловые реле, максимальную- предохранители и реле максимального тока, нулевую и минимального напряжения—катушки контакторов, реле напряжения, земляную—высокочувствительные реле тока , защиту от перенапряжений- разрядники и ограничители перенапряжения. Применяются также и специальные блоки и аппараты.

д

е

а

а — разборного ПР-2; 6 — неразборного ПН-2; в — изогнутой вставки; г — вставки с пружиной; д - разборный с наполнителем, е - неразборный с наполнителем. 1 — корпус; 2 — плавкая вставка; 3 — латунные обоймы; 4 — крышки; 5—шайбы; 6—ножевидный контакт; 7—олово; 8 — шейка; 9 — кварцевый песок; 10 — пружина

Рискнок 1 - Устройство и принцип действия предохранителей.

2. Предохранители предназначены для защиты от коротких замыканий и многократных перегрузок. Плавкая вставка предохранителя при протекании тока, близкого к номинальной величине, не расплавляется и установка работает нормально. При коротком замыкании вставка нагревается и расплавляется (перегорает), разрывая цепь питания установки и защищая ее от выхода из строя. Предохранитель срабатывает быстро, но время его срабатывания зависит от тока: чем больше ток КЗ, тем меньше время перегорания плавкой вставки и наоборот. При небольшой перегрузке, которая опасна для приемника, предохранитель не сработает. Ток, на который рассчитана длительная работа плавкой вставки ,назыв ается номинальным током плавкой вставки Iном.в. или Iн.в (при этом она не перегорает).

Предохранители применяются для защиты двигателей. трансформаторов, осветительных сетей и других приемников. Они часто применяются совместно с рубильниками и разъединителями. Выпускаются несколько типов предохранителей: до 1000 В: ПР—разборный, ПН—неразборный, НПН—неразборный с наполнителем (кварцевым песком), ПРС—пробочный со съемной вставкой, ПНБ—быстродействующий с наполнителем, а для напряжения свыше 1000 В: ПК; ПКТ; ПКЭ; ПКТН; и др.

Недостатками предохранителей являются: однократность действия, нечувствительность к перегрузкам. Однако благодаря низкой стоимости и надежности они продолжают находить широкое применение в различных электроустановках..

3. Максимальные токовые реле применяются для защиты от коротких замыканий и перегрузок, в зависимости от типа реле. Они могут срабатывать мгновенно, а некоторые из них—и с выдержкой времени в зависимости от величины тока КЗ или перегрузки. Большинство реле –электромагнитного или индукционного типа, и могут иметь различную чувствительность. В автоматических выключателях эти реле воздействуют на механизм отключения автомата и называются максимальными расцепителями. Реле максимального тока состоит из сердечника, якоря поворотного или поперечного хода, катушки, выполненной из провода большого сечения и контактной системы для размыкания цепи управления или для сигнализации.

Достоинства максимальных реле: быстродействие, отключение всех трех фаз одновременно, возможность многократного действия, быстрое возвращение в рабочее состояние после срабатывания. Стоимость реле больше, чем предохранителя.

1-сердечник, 2-обмотка электромагнита, 3-якорь, 4 -возвратная пружина.

Рисунок 2 - Схемы устройства электромагнитных реле тока и напряжения (поступательного, поворотного и вращательного действия).

Максимальные реле встраиваются внутрь автоматических выключателей, а также входят в конструкцию специальных аппаратов для горных работ—рудничных пускателей и автоматов; в них же применяются комплектные блоки защиты: УМЗ и ПМЗ.

Рисунок 3 - Электрическая схема и общий вид блока УМЗ.

Рисунок 4 - Общий вид и принципиальная Рисунок 5 - Общий вид блока ПМЗ

схема установочного автомата с макси-

мальными и тепловыми расцепителями.

Величина тока, при котором срабатывает токовое реле, называется током уставки, или током отсечки реле или блока, она рассчитывается в зависимости от тока пускового режима, или пикового режима. Обозначается: Iу- или Iотс.

4. Электротепловые реле применяются для защиты от небольших, но длительных перегрузок, которые могут привести к выходу из строя двигателей, поэтому тепловые реле встраиваются во все пускатели. Применяются следующие типы реле: ТРН, ТРП, РТЛ и другие. Они могут быть термобиметаллические или токовые. Термобиметаллическая пластина из двух разных металлов, имеющих разный коэффициент расширения, под действием тепла, выделяемого при прохождении тока повышенной величины, изгибается и размыкает контакт главной цепи или цепи управления. Для точной настройки на реле имеется устройство для регулирования тока уставки (срабатывания) реле. После срабатывания реле необходимо нажать кнопку возврата, и, если реле остыло, то кнопка при нажатии останется в утопленном положении.

В некоторые электродвигатели встраиваются специальные датчики-реле температуры (ДТР), однако их не следует путать с тепловыми реле. В конструкцию рудничных аппаратов могут входить блоки токовой защиты от перегрузок ТЗП. Их действие основано на контроле величины рабочего тока, протекающего по обмоткам двигателя и при перегрузке в 1,2 раза двигатель отключается за время в несколько минут.

а б в

1-нагревательный элемент, 2-БМП,

3-регулировочный винт, 4-пружина,5-рычаг, 6-толкатель, 7-контакты