Проектирование Ш-образного электромагнита для автоматического выключателя (стр. 2 из 5)

Во многих автоматических выключателях применяют комбинированные расцепители, использующие тепловые элементы для защиты от токов перегрузок и электромагнитные для защиты от токов коротких замыканий без выдержки времени (отсечки).

Выключатель также имеет дополнительные сборочные единицы, которые встраиваются в выключатель или крепятся на нем снаружи. Ими могут быть независимый, нулевой или минимальный расцепители напряжения, свободные или вспомогательные контакты, ручной, электромагнитный или электродвигательный привод, сигнализация автоматического отключения, устройство для запирания выключателя в положении «Отключено».

Независимый расцепитель представляет собой электромагнит с питанием от постороннего источника напряжения. Минимальный и нулевой расцепители могут выполняться с выдержкой времени и без выдержки времени. С помощью независимого или минимального расцепителя возможно дистанционное отключение автоматического выключателя.

В зависимости от способа установки выключатели делят на стационарные и выдвижные, а в зависимости от типа присоединения – на выключатели с передним, задним или комбинированным присоединением внешних проводников к контактам главной цепи.

1) Выключатели выдвижного исполнения.

Выключатели выдвижного исполнения рассчитаны для работы в комплекте с каркасом, устанавливаемым в ячейке распределительного устройства.

Выдвижное устройство обеспечивает:

- замыкание и размыкание врубных контактных зажимов только в отключенном положении выключателя;

- фиксацию выключателя в рабочем положении и в положении разъединителя.

Для оперирования выключателем выдвижного исполнения без электромагнитного привода предусмотрен ручной дистанционный привод, устанавливаемый на двери распределительного устройства, который обеспечивает оперирование выключателем в рабочем положении и в положении разъединителя при закрытой двери распределительного устройства.

Рукоятка ручного дистанционного привода имеет устройство, позволяющее запереть ее в положениях «Включено» и «Отключено».

Выключатели выдвижного исполнения с электромагнитным приводом допускают дистанционное оперирование выключателем в рабочем положении и в положении разъединителя при открытой и закрытой двери распределительного устройства.

Выключатель состоит из следующих основных сборочных единиц: корпуса, контактной системы, механизма управления, максимальных расцепителей тока, дугогасительных камер, искрогасителя, зажимов для присоединения внешних проводников к главной цепи выключателя и дополнительных сборочных единиц.

На рис. 1.1 представлена конструкция выключателя выдвижного исполнения.

Полупроводниковый расцепитель РП (см. рис. 1.1) состоит из измерительных элементов 12, встраиваемых в каждый полюс выключателя, блока управления 13, блока гасящих резисторов (для выключателей постоянного тока) и независимого расцепителя 18.

В качестве измерительных элементов 12 у выключателей переменного тока применены трансформаторы тока, а у выключателей постоянного тока – магнитные усилители. Блок управления 13 представляет собой самостоятельный сменный блок, имеющий свой пластмассовый кожух, в котором размещены все его элементы. Лицевая панель БУРП закрыта прозрачной съемной крышкой. Под крышкой расположены необходимые элементы для проверки работоспособности и регулирования параметров в условиях эксплуатации. Блок управления 13 крепится к корпусу 15 выключателя двумя винтами. Электрическое соединение блока управления 13 с измерительными элементами 12, блоком гасящих резисторов, главной цепью выключателя и независимым расцепителем 18 (К1) осуществляется соединителем, розетка которого установлена на корпусе 15 выключателя, а вилка – на блоке управления 13. При возникновении в защищаемой цепи тока, равного или превышающего уставку по току срабатывания РП в зоне токов перегрузки, РП с обратно-зависимой от тока выдержкой времени выдает сигнал на срабатывание ИЭ БУРП. Установка по времени срабатывания при токе перегрузки 51 р постоянного и 61 р переменного тока устанавливается регулировочной ручкой для выключателей постоянного тока или переключателем – для выключателей переменного тока.

Рис. 1.1. Выключатель выдвижного исполнения: 1 – расцепитель нулевого напряжения; 2 – крышка выключателя; 3 – вывод верхний; 4 – искогаситель; 5 – камера дугогасительная; 6 – пластины стальные; 7 – контактодержатель контакта подвижного; 8 – контакт подвижный; 9 – траверса изоляционная; 10 – рукоятка; 11 – рейка отключающая; 12 – элемент измерительный; 13 – блок управления расцепителя полупроводникового; 14 – вывод нижний; 15 – корпус; 16 – расцепитель электромагнитный; 17 – соединение гибкое; 18 – расцепитель независимый; 19 – колодка зажимная; 20 – контакты вспомогательной цепи; 21 – контакт малоподвижный; 22 – контактодержатель контакта малоподвижного

2) Выключатели автоматические стационарного типа (рис. 1.2).

Выключатели имеют тепловые и электромагнитные максимальные расцепители тока для защиты в зоне токов перегрузки и короткого замыкания.

Выключатели могут иметь исполнение только с электромагнитными максимальными расцепителями тока для защиты в зоне токов короткого замыкания.

Независимый расцепитель обеспечивает отключение выключателя при подаче на выводы его катушки напряжения постоянного или однофазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц.

Допустимые колебания рабочего напряжения от 0,7 до 1,2 от номинального. Номинальный режим работы независимого расцепителя – кратковременный.

Независимый расцепитель допускает 10 отключений выключателя подряд с холодного состояния его катушки с паузой между отключениями не менее 5 и не более 15 с.

Полное время отключения цепи выключателя при номинальном токе с момента подачи номинального напряжения на выводы катушки независимого расцепителя – не более 0,04 с.

Выключатели допускают не менее 2000 отключений независимым расцепителем из общего количества циклов износостойкости.

Свободные контакты допускают работу при напряжении от 0,7 до 1,2 номинального. Свободные контакты в продолжительном режиме допускают нагрузку током 4 А.

Ручные дистанционные приводы позволяют дистанционное оперирование только при закрытой двери распределительного устройства, электромагнитные приводы – как при закрытой, так и при открытой двери.

Электромагнитный привод обеспечивает включение и отключение выключателя, а также взвод механизма выключателя после его автоматического отключения.

Рис. 1.2. Выключатель стационарного типа: 1 – основание; 2 – камера дугогасительная; 3 – пластина искогасительная; 4 – пластины искогасительные; 5 – крышка; 6 – пластины; 7 – звено; 8 – звено; 9 – рукоятка; 10 – рычаг опорный; 11 – защёлка; 12 – рейка отключающая; 13 – пластина термобиметаллическая; 14 – расцепитель электромагнитный; 15 – проводник гибкий; 16 – токопровод; 17 – контактодержатель; 18 – контакты подвижные; 19 – щёки изоляционные

В зависимости от воздействующей величины автоматические выключатели делятся на максимальные выключатели по току, минимальные выключатели по току, минимальные выключатели по напряжению, выключатели обратного тока, максимальные выключатели, работающие по нарастанию производной тока, поляризованные максимальные выключатели, отключающие цепь при нарастании тока в прямом направлении, и неполяризованные, реагирующие на возрастание тока в любом направлении, выключатели, осуществляющие защиту от ряда воздействующих величин (например, максимальные по току и минимальные по напряжению).

Основные элементы автоматического выключателя и их взаимодействие рассмотрим по принципиальной схеме (рис. 1.3).

Контактная система выключателей на большие токи – двухступенчатая, состоит из главных 11, 5 и дугогасительных контактов 7. Главные контакты должны иметь малое переходное сопротивление, так как по ним проходит основной ток. Обычно это массивные медные контакты с серебряными накладками на неподвижных контактах и металлокерамическими накладками на подвижных контактах. Дугогасительные контакты замыкают и размыкают цепь, поэтому они должны быть устойчивы к возникающей дуге, поверхность этих контактов металлокерамическая.

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

На рис. 1.3 выключатель показан в процессе отключения. Чтобы его включить, вращают рукоятку 2 или подают напряжение на электромагнитный привод 1 (УА).Возникающее усилие перемещает рычаги 3вправо, при этом поворачивается несущая деталь 13,замыкаются сначала дугогасительные контакты 7 и создается цепь тока через эти контакты и гибкую связь 12, а затем главные контакты 5, 11. После завершения операции выключатель удерживается во включенном положении защелкой 14с зубцами 15 и пружиной 16.

Отключают выключатель рукояткой 2, приводом 7 или автоматически при срабатывании расцепителей.

Максимальный расцепитель 17 срабатывает при протекании по его обмотке УАТ1тока короткого замыкания. Создается усилие, преодолевающее натяжение Рпружины 16,рычаги 3 переходят вверх за мертвую точку, в результате чего автоматический выключатель отключается под действием отключающей пружины 4. Этот же расцепитель выполняет функции независимого расцепителя. Если на нижнюю обмотку УАТ2 подать напряжение кнопкой 5В, он срабатывает и осуществляет дистанционное отключение.