Аппараты защиты до 1000 В

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Якутский институт водного транспорта (филиал)

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта»

Реферат

По дисциплине «Общая энергетика»

На тему: «Аппараты защиты до 1000 В»

Выполнил: Петрова А.Е.

Студент: ЭЭ-14-064

Проверил: Солнцев Г.Е.

ВВЕДЕНИЕ

В сетях и установках напряжением до 1000 В возможны ненормальные режимы, связанные с увеличением тока (сверхтоком), к которому приводят перегрузки, самозапуск электродвигателей, короткое замыкание. Эти ненормальные режимы могут привести к повреждению электрических сетей и оборудования, созданию ситуаций, опасных для персонала. Поэтому сети и установки должны быть защищены от перегрузок и токов короткого замыкания. Согласно ПУЭ сети разделяют на защищаемые от перегрузок и токов короткого замыкания и на защищаемые только от токов короткого замыкания. Защите от перегрузок подлежат следующие сети: внутри помещений, выполненные проложенными открыто незащищёнными изолированными проводами или проводами с горючей оболочкой; внутри помещений, выполненные защищёнными проводами, проложенными в трубах, несгораемых строительных конструкциях и т.п.; сети освещения общественных и торговых помещений, служебно-бытовых помещений промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприёмников, а также пожароопасных производственных помещений; силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях, когда по условиям технологического процесса или режима работы сетей может возникать их длительная перегрузка; сети всех видов во взрывоопасных наружных установках независимо от условий технологического процесса или режима работы сетей. Все остальные сети не требуют защиты от перегрузок и должны быть защищены только от токов короткого замыкания. Основными аппаратами защиты сетей напряжением 380…660 В являются предохранители с плавкими вставками и автоматические воздушные выключатели. От них требуются кратчайшее время отключения и обеспечение селективности. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи срабатывания расцепителей автоматических выключателей должны быть минимально возможными, но не приводящими к отключению цепи при пуске электродвигателей и кратковременных перегрузках. Защитные аппараты устанавливают в начале каждой ветви сети, т.е. на каждой линии, отходящей от шин подстанции и силовых пунктов, на каждом ответвлении от линии, на трансформаторных вводах. Предохранители применяют в основном для защиты электроустановок от токов короткого замыкания.

НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП РАБОТЫ, МАРКИРОВКА И ВЫБОР АППАРАТУРЫ ЗАЩИТЫ ДО 1000 В

выключатель ток короткий предохранитель

Электрические аппараты защиты до 1000 В служат для ручного или автоматического включения и отключения электрических цепей и их автоматической защиты при различных аномальных режимах.

По назначению электрические аппараты подразделяются на коммутационные, обеспечивающие включение и отключение электрических цепей, защитные, предохраняющие электрические цепи и электродвигатели от длительного воздействия токов короткого замыкания и перегрузок, управления, контролирующие и регулирующие, применяемые для автоматической стабилизации или регулирования заданных параметров электрической цепи и т.п. В пределах каждой из этих групп аппараты различаются по напряжению, роду тока (постоянный, переменный), роду защиты от окружающей среды, способу действия (электромагнитные, индукционные, тепловые, магнитоэлектрические) и ряду других факторов -- быстродействию, способу гашения дуги и т.п. По способу воздействия на электрическую цепь различают аппараты контактные, которые замыкают или размыкают электрическую цепь при помощи контактов, и бесконтактные, воздействующие на электрическую цепь путем резкого изменения своей проводимости.

Контактные аппараты бывают ручного и электромеханического управления, при котором подвижные контакты приводятся в действие при помощи электромагнита. Все эти аппараты обязательно содержат контактный узел, органы управления, а также могут иметь дугогасительные устройства. По конструктивному исполнению контактные узлы (сокращенно контакты) подразделяются на рычажные, мостиковые, врубные. По назначению контакты делятся на главные, которые включаются в цепь силового канала, и блокировочные (блок-контакты), используемые, в цепях управления. По действию контактов при начальном воздействии на орган управления их называют замыкающими или размыкающими.

Дугогасительные устройства необходимы в аппаратах, коммутирующих большие токи, так как возникающая при разрыве тока электрическая дуга вызывает подгорание контактов. В низковольтных аппаратах применяются два вида дугогасительных камер: с магнитным гашением дуги и с деионным. При магнитном гашении контакты помещены внутри дугогасительной камеры, изготовленной из теплостойкого изоляционного материала. С обеих сторон камера охвачена стальными щеками, прилепленными к торцам стального сердечника дугогасительного электромагнита, магнитное поле которого выталкивает дугу 6 в узкую щель камеры вверх.

Плавкие предохранители ПР-2 и ПН-2

Плавкие предохранители -- это аппараты, защищающие установки от перегрузок и токов короткого замыкания. Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка, включаемая в рассечку защищаемой цепи, и дугогасительное устройство, гасящее дугу, возникающую после плавления вставки.

К предохранителям предъявляются следующие требования:

1. Времятоковая характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта.

2. При коротком замыкании предохранители должны работать селективно.

3.Время срабатывания предохранителя при коротком замыкании должно быть минимально возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов. Предохранители должны работать с токоограничением.

4. Характеристики предохранителя должны быть стабильными. Разброс параметров из-за производственных отклонений не должен нарушать защитные свойства предохранителя.

5. В связи с возросшей мощностью установок предохранители должны иметь высокую отключающую способность.

6. Замена сгоревшего предохранителя или плавкой вставки не должна требовать много времени.

В промышленности наибольшее распространение получили предохранители типов ПР-2 и ПН-2.

Устройство предохранителей ПР-2

Предохранители ПР-2 на токи от 15 до 60 А имеют упрощенную конструкцию. Плавкая вставка 1 прижимается к латунной обойме 4 колпачком 5, который является выходным контактом. Плавкая вставка 1 штампуется из цинка, являющегося легкоплавким и стойким к коррозии материалом. Указанная форма вставки позволяет получить благоприятную времятоковую (защитную) характеристику. В предохранителях на токи более 60 А плавкая вставка 1 присоединяется к контактным ножам 2 с помощью болтов.

Принцип действия предохранителей ПР-2

Процесс гашения дуги в плавком предохранителе ПР-2 происходит следующим образом. При отключении сгорают суженные перешейки плавкой вставки, после чего возникает дуга. Под действием высокой температуры дуги фибровые стенки патрона выделяют газ, в результате чего давление в патроне за доли полупериода поднимается до 4--8 МПа. За счет увеличения давления поднимается вольт-амперная характеристика дуги, что способствует ее быстрому гашению. Плавкая вставка предохранителя ПР-2 может иметь от одного до четырех сужений в способствуют быстрому ее плавлению при коротком замыкании и создают эффект токоограничения.

Предохранитель типа ПР-2

Поскольку гашение дуги в плавком предохранителе ПР-2 происходит очень быстро (0,002 с), можно считать, что уширенные части вставки в процессе гашения остаются неподвижными.

Давление внутри патрона плавкого предохранителя пропорционально квадрату тока в момент плавления вставки и может достигать больших значений. Поэтому фибровый цилиндр должен обладать высокой механической прочностью, для чего на его концах установлены латунные обоймы 4. Диски 6, жестко связанные с контактными ножами 2, крепятся к обойме патрона 4 с помощью колпачков 5. Предохранители ПР-2 работают бесшумно, практически без выброса пламени и газов, что позволяет устанавливать их на близком расстояния друг от друга. Плавкие предохранители ПР-2 выпускаются двух осевых размеров короткие и длинные.

Короткие предохранители ПР-2 предназначены для работы на переменном напряжении не выше 380 В. Они имеют меньшую отключающую способность, чем длинные, рассчитанные на работу в сети с напряжением до 500 В.

Плавкие предохранители ПН-2

Эти предохранители более совершенны, чем предохранители ПР-2. Корпус квадратного сечения 1 предохранителя типа ПН-2 изготавливается из прочного фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточные плавкие вставки 2 и наполнитель -- кварцевый песок 3. Плавкие вставки привариваются к диску 4, который крепится к пластинам 5, связанным с ножевыми контактами 9. Пластины 5 крепятся к корпусу винтами. В качестве наполнителя в предохранителях ПН-2 используется кварцевый песок с содержанием SiO2 не менее 98 %, с зернами размером (0,2--0,4)10-3 м и влажностью не выше 3 %. Перед засыпкой песок тщательно просушивается при температуре 120--180 °С. Зерна кварцевого песка имеют высокую теплопроводность и хорошо развитую охлаждающую поверхность.

Плавкая вставка предохранителей ПН-2 выполняется из медной ленты толщиной 0,1-- 0,2 мм. Для получения токоограничения вставка имеет суженные сечения 8. Плавкая вставка разделена на три параллельных ветви для более полного использования наполнителя. Применение тонкой ленты, эффективный теплоотвод от суженных участков позволяют выбрать небольшое минимальное сечение вставки для данного номинального тока, что обеспечивает высокую токоограничивающую способность. Соединение нескольких суженных участков по-следовательно способствует замедлению роста тока после плавления вставки, так как возрастает напряжение на дуге предохранителя. Для снижения температуры плавления на вставки наносятся оловянные полоски 7 (металлургический эффект).

Принцип действия предохранителя ПН-2

При коротком замыкании плавкая вставка предохранителя ПН-2 сгорает и дуга горит в канале, образованном зернами наполнителя. Из-за горения в узкой щели при токах выше 100 А дуга имеет возрастающую вольт-амперную характеристику. Градиент напряжения на дуге очень высок и достигает (2--6)104 В/м. Этим обеспечивается гашение дуги за несколько миллисекунд.

После срабатывания предохранителя плавкие вставки вместе с диском 4 заменяются, после чего патрон засыпается песком. Для герметизации патрона под пластины 5 кладется асбестовая прокладка 6 что предохраняет песок от увлажнения. При номинальном токе 40 А и ниже предохранитель имеет более простую конструкцию.

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Автоматические выключатель предназначен для коммутации цепей при аварийных режимах, а также нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.

Автоматические выключатели изготовляют для цепей переменного до 1000 В и постоянного тока до 440 В одно-, двух-, трех- и четырехполюсные на номинальные токи от 6,3 до 6300 А.

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями, которые обеспечивают отключение при перегрузках, КЗ, снижении напряжения. Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой.

Автоматические выключатели изготавливают с ручным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении.

При номинальных токах 630 А контактная система одноступенчатая, т. е.Контакты выполняют роль главных и дугогасительных.

При отключении сначала размыкаются главные контакты и весь ток переходит на дугогасительные контакты. На главных контактах дуга не образуется.

Дугогасительные камеры выполняются со стальными пластинами и лабиринто-щелевыми. Втягивание дуги в камеру осуществляется магнитным дутьем.

Материал камеры должен обладать высокой дугостойкостью.

В современных выключателях применяют полупроводниковые расцепители, которые обеспечивают более высокую точность срабатывания по току и времени.

Автоматические выключатели серии А3700 на токи 160-630 А и напряжение переменного тока до 630 В, постоянного до 440 В выпускаются в пластмассовом корпусе с изолирующими перегородками между полюсами.

УЗО(устройство защитного отключения) - Защитным отключением называется автоматическое отключение электроустановок при однофазном (однополюсном) прикосновении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека, и (или) при возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания), превышающего заданные значения.

Назначение защитного отключения - обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека. Защита осуществляется специальным устройством защитного отключения (УЗО), которое, работая в дежурном режиме, постоянно контролирует условия поражения человека электрическим током.

Принцип работы УЗО состоит в том, что оно постоянно контролирует входной сигнал и сравнивает его с наперед заданной величиной (уставкой).

Например, значения уставок должны выбираться для сетей с глухозаземленнойней тралью - из ряда 0,002; 0,006; 0,01; 0,02; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5; 1,0 А. Если входной сигнал превышает уставку, то устройство срабатывает и отключает защищенную электроустановку от сети.

В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые несут в себе информацию об условиях поражения человека электрическим током.

Основными элементами любого устройства защитного отключения являются датчик, преобразователь и исполнительный орган.

Размещено на Allbest.ur