Лабораторная работа №5 Предохранители, автоматические выключатели.

по дисциплине “Электрические аппараты ”

АКВТ.140613.ЛР34.0005

Листов

17

Составил преподаватель			Д.Н. Тимофеев

	Рассмотрено на заседании цикловой комиссии специальности 140613 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования в нефтяной и газовой промышленности
Протокол №			от	“		”		20		г.
	и рекомендовано для студентов

Председатель цикловой комиссии		С.В. Расторгуева

2010

Содержание

Цель работы	3
Основные условия защиты лабораторной работы	3
Теоретические сведения	3, 11
Контрольные вопросы	11, 17

1. Цель лабораторной работы:

1. Изучение конструкций предохранителей низкого и высокого напряжения, их назначение и использование в схемах электроснабжения.

2. Изучение конструкций автоматических выключателей (автоматов),

их назначение и использование в схемах электроснабжения.

2. При защите необходимо:

1. Объяснить конструкцию и назначение предохранителей низкого и

высокого напряжения и автоматических выключателей (с использованием теории электрических аппаратов) на примере имеющихся аппаратов в лаборатории.

2. Назвать и расшифровать тип аппаратов.

3. Показать электрическую схему включения предохранителя и автомата.

4. Пояснить все виды защиты, которые обеспечивают эти аппараты в

схемах электроснабжения.

5. Ответить на контрольные вопросы.

3. Теоретические сведения

1. АППАРАТЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1.1. Предохранители

1.1.1. Общие сведения

Предохранитель — электрический аппарат, предназначенный для защиты

электрических цепей в ненормальных режимах работы: тепловые перегрузки и

короткое замыкание (КЗ). Его включают последовательно в цепь защищаемого

объекта (аппарата, оборудования и пр.).

Основным элементом предохранителя является плавкая вставка (медная, алюминиевая, цинковая, медная посеребрённая) из плоской пластины с узкими перешейками или из металлической круглой проволоки, которая расплавляется при ненормальных режимах работы.

Плавкая вставка предохранителя не должна перегорать при токе, равном 120-130% от номинального тока в течение часа. При токе 200% от 1ном она должна срабатывать в течение часа.

Предохранители должны отвечать следующим требованиям:

1. Амперсекундная (защитная) характеристика предохранителя должна проходить ниже, но по возможности ближе к амперсекундной характеристике

защищаемого объекта, рис. 1.

Рисунок 1 - Защитные характеристики: 1- предохранителя,

2 — защищаемого объекта.

2. Время срабатывания предохранителя при КЗ должно быть минимально

возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов.

3. При КЗ в защищаемой цепи предохранители должны обеспечивать

селективность защиты (см. ниже).

4. Характеристики предохранителей должны быть стабильными.

5. В связи с возросшей мощностью электрических установок предохранители

должны иметь высокую отключающую способность.

6. Конструкция предохранителя должна быть простой и удобной при замене

плавкой вставки при её перегорании.

Время плавления плавких вставок из различных материалов происходит

при довольно высокой температуре. Плавкая вставка из меди плавится при

1 == 1083°С, из серебра - при 1 = 961°С, цинка - при 1 = 419°С, свинца - при 1 =

327°С. При этом допустимая температура нагрева электрооборудования не

превышает 200-250 С.

Для снижения температуры плавления медной и серебряной плавкой

вставки используется металлургический эффект, который заключается в том,

что на тонкую проволоку или пластину наносится шарик из олова. При нагреве

вставки сначала плавится олово, имеющее температуру плавления 232°С, а

затем в расплаве олова происходит растворение меди. Это увеличивает

сопротивление в месте контакта олова с медью и ускоряет процесс плавления.

В итоге плавкая вставка из меди с оловянным шариком плавится при

температуре 280°С.

Стабильность защитной характеристики плавкой вставки существенно

зависит от окисления металла. Свинец, цинк и алюминий образуют на воздухе

окисную пленку, которая в дальнейшем предохраняет вставку от изменения

сечения. Медная вставка на воздухе интенсивно окисляется и сечение вставки

постепенно уменьшается, что отрицательно сказывается на защитных свойствах

предохранителя.

Серебряные плавкие вставки образуют окисные пленки, которые проводят электрический ток, т.е. не изменяют своих характеристик.

В последнее время широко используются плавкие вставки из меди,

покрытой тонким слоем серебра.

Между источником питания и потребителем обычно устанавливается

несколько уровней защиты, рис. 2.

Предохранитель РШ, пропускающий больший номинальный ток, имеет вставку большего сечения, чем предохранитель РЦ2, установленный непосредственно у потребителя. При КЗ необходимо, чтобы питание отключалось предохранителем, расположенным у места повреждения.

Остальные потребители не должны потерять питание, то есть все остальные

предохранители должны остаться работоспособными. Такая согласованность работы предохранителей называется селективностью или избирательностью.

На рис. 3 приведена электрическая схема защиты предохранителями

короткозамкнутых асинхронных двигателей, питающихся от общего

р аспределительного щита РЩ.

Рисунок 3 - Схема защиты

предохранителями группы

двигателей

Рисунок 2 - Селективная защита