Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловое реле для больших токов

Теплове реле серии ТРП И ТРН

Тепловые токовые однополюсные реле серии ТРП с номинальными токами тепловых элементов от 1 до 600 А предназначены главным образом для защиты от недопустимых перегрузок трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих от сети с номинальным напряжением до 500 В при частоте 50 и 60 Гц. Тепловые реле ТРП на токи до 150 А применяют в сетях постоянного тока с номинальным напряжением до 440 В. Ими комплектуются пускатели ПАЕ четвертого и выше габаритов.
На рис. 1 приведен общий вид одного из реле серии ТРП. В холодном состоянии биметаллический элемент 1 удерживается у одного из отгибов упора 2 пружиной 3, которая одновременно прижимает подвижные контакты 4, закрепленные иа колодке 5, к неподвижным контактам 6 и создает контактное нажатие.
При нагревании биметаллический элемент стремится изогнуться, этому препятствует пружина 3, удерживающая элемент в исходном положении. Если в цепи, защищаемой реле, возникнет недопустимо большой ток, температура биметалла увеличится и изгибающее усилие в элементе станет достаточным для преодоления усилия пружииы. Элемент скачкообразно перемещается к противоположной стороне упора и мгновенно перебрасывает колодку 5 с подвижными контактами в другое коммутационное положение.
После срабатывания элемент удерживается на упоре усилием пружины 3 до тех пор, пока по мере его остывания возвращающее усилие не станет больше удерживающего усилия пружины. Возвращаясь в исходное положение, элемент также скачкообразно переходит от одной стороны упора к другой. При этом мгновенно перебрасывается контактная пружина.
Переключение контактной группы обеспечивает неизменность контактного нажатия до момента срабатывания реле, благодаря чему создается большая надежность работы механизма. Момент перебрасывания биметаллического элемента регулируется изменением числа прокладок 7 между корпусом 8 и скобкой 9, иа которой качается колодка с контактами. Время возврата регулируется подгибкой конца упора 2, иа который опирается биметаллический элемент при срабатывании. Контакты реле выполняются мостикового типа с серебряными напайками.
Гарантированное отсутствие самовозврата для реле с замыкающими контактами может быть обеспечено в условиях эксплуатации путем перевертывания упора 10 и закрепления его аиитом 11 в таком положении, при котором колодка 5 после срабатывания реле ие упрется в него, а запрокинется настолько, что возврат биметаллического элемента в исходное положение ие вызовет возврата контактной группы.
При ручном возврате реле в исходное положение нажимают иа кнопку 13, которая перебрасывает колодку с контактами, и одновременно рычагом 12 возвращает биметаллический элемент. Калибровка реле иа заданный номинальный ток производится поворотом эксцентрика. Регулировка у ставки по номинальному току может производиться в процессе эксплуатации изменением силы предварительного иатяга биметалла при помощи перевода пружинного поводка 14 по фиксирующему его положение зубчатому сектору. При этом на любой уставке кинематика механизм» ие изменяется.
Реле монтируется в коробчатом пластмассовом кожухе.

Двухполюсные тепловые токовые реле серии ТРН с температурной компенсацией, с номинальными токами тепловых элементов от 0,32 до 40 А предназначены главным образом для защиты от недопустимых перегрузки трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, работающих от сети с номинальным напряжением до 500 В при частоте 50 Гц. Реле могут применяться в сетях постоянного тока с номинальным напряжением до 440 В. От коротких замыканий реле не защищают и сами нуждаются в такой защите.
Реле используются в комплектных устройствах (открытых и закрытых) станций управления электроприводами. Конструкция и размеры реле обеспечивают их комплектное встраивание в пускатели серии ПМЕ и типа ПА-300 (ПАЕ-300).


Рис. 2 – Тепловое реле ТРН:
а — общий вид; б — схема теплового реле; 1 — нагреватель; 2 — биметаллическая пластинка; 3 — регулировочный винт; 4 — защелка; 5 — рычаг; 6 — пружина; 7 — кнопка возврата; 8 — подвижный контакт; 9 — неподвижный контакт; 10 — вывод нагревателя

Схема устройства и принципа работы реле показана на рисунке 2. Реле состоит из нагревательного элемента 1, включаемого последовательно в одну из фаз цепи электродвигателя, биметаллической пластины 2, удерживающей спусковой механизм 3, нормально замкнутых контактов 4, которые включаются последовательно в цепь катушки пускателя. При увеличении тока в результате перегрузки двигателя температура нагревательного элемента возрастает. Под воздействием тепла, выделяемого нагревателем и собственного тепла термобиметаллический элемент деформируется, его левая часть, отклоняясь в сторону воздействует на размыкающие контакты и разрывает цепь питания удерживающей катушки, в результате чего пускатель отключается. По истечении времени, необходимого для остывания термобиметаллического элемента после срабатывания, происходит самовозврат размыкающих контактов в первоначальное (замкнутое) положение. Во избежание задержки или отказа самовозврата контактов тепловое реле снабжено устройством для ручного возврата контактов, состоящим из системы рычажков, управляемых кнопкой. Устанавливаемый в тепловом реле нагреватель является сменной деталью и подбирается по номинальному току защищаемого электродвигателя. Ток срабатывания реле может изменяться в определенных пределах при помощи регулятора 4 уставок тока. Пределы регулировки тока срабатывания указаны на шкале уставок тока, расположенной в верхней части реле.

Реле рассчитаны для работы на высоте до 1000 м над уровнем моря (допускается работа на высоте до 2000 м при номинальном напряжении не более 380 В при температуре окружающего воздуха от —40 до о+40 (допускается работа при температуре воздуха +60 при условии снижения максимального тока продолжительного режима) и относительной влажности воздуха не более 90% при температуре +20° и не более 50% при температуре +40°.
Реле выпускаются только в открытом исполнении и не рассчитаны для работы во взрывоопасной среде, а также в среде, содержащей значительное количество пыли, агрессивные газы и пары в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.
Реле устанавливают в помещениях (на открытых панелях или в оболочках в местах, защищенных от прямого попадания воды, масла, металлической пыли и т. п.), а также на открытом воздухе в оболочках, не подвергающихся воздействию солнечной радиации. Защитные характеристики и работоспособность реле обеспечиваются только при их рабочем положении —на вертикальной плоскости зажимами цепи управления вверх. Частота вибрации и мест крепления может достигать 25 Гц при ускорении не более 0,7 g. Резкие толчки, удары и сильная тряска не допускаются.
В серии ТРН предусмотрены типы реле, предназначенные для работы в условиях тропического (сухого и влажного) климата (см. реле ТРН-Т).
Номинальные токи уставок относятся к температуре окружающего воздуха +20° и любому положению регулятора уставки между крайними рисками шкалы «-5» и « + 5»; при нулевом положении регулятора они являются номинальными токами тепловых элементов (In)
Пределы регулировки номинального тока уставки (при крайних положениях регулятора) составляют:
(0,8—1,2)±0,08 1н —для реле ТРН-8А, ТРН-ЮА;
(0,75—1,3) ±0,08 1Н — для реле остальных типов.
Ток уставки относится к любой температуре окружающего воздуха и любому положению регулятора Уставки. Благодаря наличию в реле температурной компенсации ток уставки практически не зависит от температуры воздуха в месте установки реле и может изменяться в пределах ±3% от номинального тока
уставки на каждые 10° изменения температуры окружающего воздуха от +20°.
Реле не срабатывают при длительном обтекании обоих полюсов током уставки и срабатывают в течение 20 мин после увеличения тока:
на 20% —у реле типов ТРН-8А, ТРН-10А и у реле типов ТРН-8, ТРН-10, ТРН-20, ТРН-25, ТРН-32 и ТРН-40, нагреватели которых установлены заводом-изготовителем реле;
на 20—30%—у реле типов ТРН-8, ТРН-10, ТРН-20, ТРН-25, ТРН-32 и ТРН-40, если нагреватели установлены потребителем.
При обтекании током только одного полюса (аварийный режим электродвигателя) ток срабатывания реле обычно меньше тока срабатывания при двухполюсной работе и не может превысить его более чем на 10%.
Реле ТРН-8, ТРН-10, ТРН-20, ТРН-25, ТРН-32 и ТРН-40 сохраняют свои защитные характеристики при установке любого из предназначенных для этого типа реле сменных нагревателей, поставляемых заводом-изготовителем данного реле.
Реле работают при токах, не превышающих 8-кратный ток любой уставки, и допускают нагрузку 18-кратным номинальным током теплового элемента в течение 0,5 с для реле с тепловыми элементами на номинальный ток до 10 А и в течение 1 с — для реле с тепловыми элементами на большие токи.

Читайте так же:
Источники теплоты в катушке постоянного тока

Ток уставки регулируют поворотом эксцентрика (плавно), а также сменой нагревателей (ступенчато), т. е. изменением номинального тока теплового элемента.
Для каждого типа реле ТРН-8 (ТРН-8Т), ТРН-10 (ТРН-ЮТ), ТРН-20 (ТРН-20Т), ТРН-25 (ТРН-25Т), ТРН-32 (ТРН-32Т) и ТРН-40 (ТРН-40Т) предусмотрен комплект сменных нагревателей.
Нагреватели реле указанных типов различаются фиксатором (наличием и местоположением), установочными размерами и формой мест крепления — все это обеспечивает свободную (без подгонки) установку нагревателей только в реле того типа, для которого они предназначены
На каждом нагревателе имеются маркировка (обозначает величину номинального тока теплового элемента с данным нагревателем, дополненную индексом Т в нагревателях тропического исполнения) и товарный знак завода-изготовителя, который ставится также и на корпусе реле.
У реле с несменными нагревателями номинальный ток тепловых элементов обозначен либо на их наконечниках, либо на корпусе реле.
Выбор реле. Тип реле и номинальный ток теплового элемента выбирают так, чтобы:
а) максимальный ток продолжительного режима реле с данным тепловым элементом (при температуре воздуха в месте установки реле) был не менее номинального тока защищаемого двигателя;
б) ток уставки реле был равен номинальному току защищаемого двигателя или несколько больше этого тока (в пределах 5%);
в) запас на регулировку тока уставки как в сторону его увеличения, так и в сторону уменьшения был небольшим,; для этого на шкале уставки следует сохранять одно-два свободных деления в обе стороны от положения регулятора, соответствующего выбранному току уставки.
Ток уставки определяют исходя из того, что каждое из 10 делении шкалы уставки (по 5 делений вправо и влево от нулевой риски) соответствует в среднем 5% номинального тока теплового элемента. Влияние на ток уставки температуры окружающего реле воздуха не учитывается.
По защитной характеристике реле убеждаются, что оно допускает пуск данного двигателя, т. е. при заданной кратности пускового тока двигателя, по отношению к его номинальному току, время срабатывания реле не менее времени, необходимого для пуска двигателя, а также не превышает времени допустимой стоянки двигателя под пусковым током.
Монтаж и эксплуатация. Реле монтируют только в рабочем положении на вертикальной панели (изоляционной или металлической) зажимами цепи управления вверх и закрепляют с лицевой стороны панели двумя винтами, предохраняющими от самоотвипчивапия (допускается-наклон реле до 10° в любую сторону).Для включения реле в цепь главного тока применяют провода длиной не менее 1 м с сечением. Присоединяют к зажимам цепи управления изолированными медными (0,5—1 мм2) или алюминиевыми (2,5 мм2) проводами.
Провода, подводимые к силовым зажимам реле типов ТРН-32, ТРН-32Т, ТРН-40, ТРН-40Т, оконцовывают кабельными наконечниками (для медных проводов применяют медные наконечники по ГОСТ 7386—59, для алюминиевых — медно-алюминиевые по ГОСТ9581—60), а провода, подводимые к силовым зажимам реле других типов и к зажимам цепи управления всех реле,— петлей изтокопроводящей жилы (эти зажимы укомплектованы специальными шайбами с отгибами для удержания проводов в контактном соединении).
В установках переменного тока каждый полюс реле включают последовательно в одну из фаз главной цепи, в установках постоянного тока оба полюса включают последовательно в главную цепь.
Контакт цепи управления включают в цепь управления исполнительного аппарата так, чтобы после срабатывания реле его главная цепь была обесточена за время не более чем 0,5 с. Величина тока уставки (при данном тепловом элементе) зависит от положения эксцентрика регулятора: поворот его вправо (к риске« +5») ведет к увеличению тока уставки, поворот влево (к риске « — 5») — к уменьшению его.
При монтаже эксцентрик устанавливают в положение, при котором ток уставки равен номинальному току защищаемого двигателя (если в технической документации на монтаж электрооборудования нет других указаний). В этом случае (при данном токе и цепи) поворот эксцентрика вправо ведет к загрублепию защиты, т. е. к увеличению минимального тока и времени срабатывания (это может вызвать повреждение двигателя при перегрузках); поворот эксцентрика влево приводит к уменьшению минимального тока и времени срабатывания, т. е. к недоиспользованию двигателя.
Нагреватели устанавливают с тем же товарным знаком, что и на корпусе реле, так как в противном случае завод-изготовитель реле не несет ответственности за его работу. Винтами, снятыми с реле, нагреватели первоначально закрепляют на задних силовых зажимах, потом па передних и закрывают крышкой.
Во избежание повреждения реле не допускается:
длительное протекание тока, превышающего максимальный ток продолжительного режима (для данного теплового элемента и данной температуры воздуха в месте установки реле);
отключение главной цепи реле более чем через 0,5 с после его срабатывания;
эксплуатация в местах, где температура воздуха, окружающего реле, превышает +60°;
нарушение заводской настройки реле.
В нормальных условиях эксплуатации реле специального ухода не требует; необходимо периодически контролировать затяжку винтов крепления нагревателей и присоединительных зажимов, удалять пыль и проверять, не заедает ли подвижная система.
После прохождения тока короткого замыкания реле подлежит осмотру:
при повреждении нагревателей (замыкание витков, раскрытие скрепок, выгорание металла, прогибание до сближения с термобиметаллическими пластинами) заменяют их новыми;
при повреждении реле (искривление и выгорание термобиметаллических пластин, заедание кнопки ручного возврата) заменяют его новым.
Разработка реле и ремонт его в условиях эксплуатации (потребителями) не допускаются, так как при этом защитные характеристики и работоспособность реле могут быть нарушены.

Читайте так же:
Тепловое действие тока что это кратко

Технические характеристики тепловых реле серии ТРН и ТРП

Тепловое реле для больших токов

Реле тока – устройства, чаще всего используемые для сигнализации превышения тока в контролируемой цепи, а также для отключения электрических цепей, в случае возникновения перегрузок и коротких замыканий. Применяемые реже реле минимального тока, наоборот, предназначены для размыкания цепей в случае достижения в них определенного минимального его значения.

Существует много различных типов токовых реле (в дальнейшем ТР), отличающихся принципом действия и конструктивным исполнением. «Классическое» ТР представляет собой катушку с железным сердечником и подпружиненный подвижный якорь, управляющий контактами.

При прохождении тока по катушке создаётся магнитное поле, под действием которого сердечник катушки намагничивается и притягивает якорь, вызывая срабатывание контактов.

В отличие от реле напряжения катушка ТР содержит небольшое количество витков провода довольно большого диаметра (зависит от величины тока, на который оно рассчитано) За счёт чего и достигается небольшое падение напряжения на катушке, что важно, так как катушка включается последовательно с контролируемой цепью.

Некоторые ТР имеют регулировку тока срабатывания, которая чаще всего осуществляется изменением натяжения пружины якоря. Диапазон регулировки может составлять десятки процентов. Реле переменного тока (для контроля больших токов) может быть включено через трансформатор тока.

Важнейшей характеристикой ТР является время его срабатывания. У реле максимального тока, время срабатывания должно быть как можно меньше и может достигать десятков миллисекунд. Эти устройства используются для защиты от коротких замыканий.

Для защиты от длительных перегрузок вместе с этими устройствами используют реле времени, осуществляющие задержку отключения защищаемой цепи. Это исключит возможные ложные срабатывания при кратковременных превышениях тока. Время срабатывания, обычно регулируется.

Тепловое ТР представляет собой биметаллическую пластину с нагревательным элементом из материала с высоким удельным сопротивлением (нихром). Она состоит из двух материалов с разными коэффициентами теплового расширения. При нагревании, пластина изгибается, воздействуя на исполнительный механизм.

Время срабатывания теплового ТР зависит от величины тока, превышающего номинальное значение уставки ТР. Получается это вследствие того, что чем больше ток, тем быстрее происходит разогрев биметалической пластины и время срабатывания, соответственно уменьшается.

Такая характеристика в большинстве случаев является предпочтительной. Поэтому из-за простоты конструкции и надежности в работе, тепловые ТР, как и реле электромагнитного типа, получили очень широкое распространение.

Читайте так же:
Чем измеряется тепловое действие электрического тока 1

Трёхполюсные тепловые ТР, совместно с электромагнитными пускателями , применяются, чаще всего для защиты электродвигателей. Они имеют регулировку тока срабатывания (в пределах +/- 5-10%) кнопку возврата.

Реле упомянутых типов совместно применяются и в автоматических выключателях , используемых как в быту, так и в промышленности. В корпусе автоматического выключателя размещается электромагнитное реле максимального тока для защиты от коротких замыканий и тепловое ТР для защиты от перегрузок.

При установке управляющего флажка автомата в положение «включено», замыкаются контакты, включающие электрическую цепь, взводится пружина и срабатывает фиксатор, удерживающий это положение. Срабатывание любого токового реле приводит к освобождению фиксатора и под действием возвратной пружины контакты автоматического выключателя размыкаются (состояние «выключено»).

Электронные ТР используется для мгновенного или с минимальной задержкой отключения оборудования при перегрузке по току. Электронная схема реле обрабатывает сигнал в соответствии с заданными характеристиками. Как правило, можно установить максимально допустимый ток и необходимое время задержки отключения при перегрузке.

Кроме того, возможно и полное отключение функции контроля при пуске оборудования на некоторое время, во избежание ложных срабатывание из-за возникновения в цепи больших пусковых токов.

Электронные ТР могут быть как переменного, так и постоянного тока. Их выходы, непосредственно управляющие нагрузкой, могут быть выполнены бесконтактными. Это могут быть тиристоры, симисторы, IGBT, МОП транзисторы, а так же их оптоэлектронные аналоги.

ТР может входить в состав некоторых устройств (бесконтактных пускателей, регуляторов мощности и т.п.). Так, в аналоговых электроприводах это часть схемы, а в цифровых электроприводах это функция программы управления. Параметры защиты по току задаются в настройках устройства.

Электротепловое реле РТИ для крупногабаритных контакторов КТИ IEK®

«Давно и с успехом применяем контакторы КМИ в сборе с реле РТИ. Но из-за увеличения объемов производства приходится использовать новые двигатели повышенной мощности. Для высокомощных двигателей у вас существуют контакторы КТИ, но реле к ним я не нашел. Подскажите, пожалуйста, вариант решения проблемы!»
Вениамин Гурьянов, г. Калуга

Решение проблемы очень простое! Группа компаний IEK расширила ассортимент электротепловых реле и ввела в линейку электротепловые реле РТИ для крупногабаритных контакторов КТИ IEK®. Применение реле РТИ поможет избежать перегрузки электродвигателя, пропадания одной из фаз, затянутого пуска, заклинивания ротора и подобных неприятностей и значительно продлить срок служы электродвигателя.

Потребителям хорошо знакомы тепловые реле РТИ торговой марки IEK для малогабаритных контакторов типа КМИ. Теперь магнитные пускатели можно будет собирать на большие токи, с применением крупногабаритных контакторов КТИ.

Тепловое реле РТИ: свойства и принцип действия

Основное назначение электротепловых реле — это защита электродвигателей от опасного перегрева при возникновении длительных токовых перегрузок. Контактор и тепловое реле в сборке образуют магнитный пускатель, который применяется для того, чтобы при срабатывании защиты реле происходило экстренное отключение контактора и обесточивание электродвигателя.

Принцип действия теплового реле РТИ основан на деформации биметаллической пластины при нагреве. Биметаллическая пластина — это пластина из двух сваренных по длине металлов, с различным коэффициентом теплового расширения. При нагревании такой пластины, расположенной в главной цепи реле, каждый металл расширяется согласно своим характеристикам, и пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом теплового расширения. Соответственно чем больший ток будет протекать через главную цепь реле, тем быстрее будут греться пластины, и тем быстрее будет срабатывать защита. В реле РТИ применяется не прямой, а косвенный нагрев биметаллических пластин, то есть, ток не проходит напрямую через саму биметаллическую пластину, а проходит через специализированный нагревательный элемент, расположенный рядом с пластиной и контактирующий с ней, который выделяя тепло — греет биметаллическую пластину. Таким образом, возможность регулирования места и площади контакта нагревателя с биметаллической пластиной значительно повышает точность настройки защиты реле и соответствие заявленным времятоковым кривым (см. Рис.1).

Помимо защиты электродвигателя от перегрузки по току, защита тепловых реле РТИ чувствительна и к пропаданию фазы. То есть, при обрыве одной из фаз электродвигателя, за счет повышения тока потребления по двум оставшимся фазам и нагревания биметаллических пластин, произойдет срабатывание защиты РТИ.

Напомним, что тепловые реле РТИ не только не предназначены для защиты электродвигателя от короткого замыкания, но и сами нуждаются в такой защите. Дело в том, что при протекании тока короткого замыкания нагреватель реле перегорит быстрее, чем нагреются биметаллические пластины, и реле отключит двигатель.

Поэтому при установке тепловых реле в цепи защиты обязательно должен располагаться аппарат защиты от короткого замыкания (автоматический выключатель, плавкая вставка и т.п.).

Электротепловые реле РТИ для крупногабаритных контакторов КТИ IEK®

Шесть типов реле РТИ имеют два габарита, с номинальными токами от 55 А до 200 А. Применяются для крупногабаритных контакторов типа КТИ (см. Табл.1).

Аппараты защиты

К аппаратам защиты относятся тепловые реле, предохранители, реакторы, разрядники.


Рис. 65. Тепловое реле ТРП:
1 — контактное коромысло; 2 — контактная пружина; 3 — свободный конец биметаллического элемента; 4 — кнопка возврата контактов: 5 указатель регулятора уставок, 6 — наружный нагреватель; 7 — контактный зажим главной цепи; 8 — контактный зажим цепи управления; 9 — механизм регулирования уставки; 10 — контакты; 11 — шкала уставок.

Читайте так же:
Тепловой выключатель для компрессора

Тепловые реле (рис. 65) служат для защиты электроприемников от перегрузок. Основой их конструкции является биметаллический элемент, нагреваемый пропорционально контролируемому току. Элемент представляет собой две сваренных между собой пластины из разных металлов с резко отличающимися температурными коэффициентами расширения. При одинаковой температуре нагрева пластины удлиняются различно, что приводит к изгибу элемента в сторону пластины с меньшим коэффициентом расширения. Реле срабатывает, если ток перегрузки равен току уставки реле (или больше него).

При нагреве V-образного биметаллического элемента его свободный конец 3, перемещаясь, уменьшает наклон пружины 2, которая удерживает в равновесии контактное коромысло 1. Когда пружина отклонится в противоположную сторону, равновесие коромысла нарушится. Оно резко повернется по часовой стрелке и разомкнет контакты. Реле имеет устройство плавной регулировки тока срабатывания в пределах ± 25 % от номинального значения. Устройство действует путем изменения исходного положения биметаллического элемента посредством регулятора 5 уставок тока. Пределы регулирования тока срабатывания указаны на шкале уставок тока, расположенной -в верхней части реле. Нагреватель 6 является сменной деталью и подбирается по номинальному току защищаемого электродвигателя.

Тепловое реле не защищает цепь от короткого замыкания и само должно быть защищено от него. При коротком замыкании элемент нагревается без отдачи теплоты в окружающую среду. Во многих случаях это может привести к тому, что он будет поврежден до того, как успеет воздействовать на контактную систему.

Промышленностью выпускаются однофазные реле ТРП и двухфазные реле ТРИ. Оба типа реле широко используются комплектно с пускателями и контакторами.

Предохранители служат для защиты электрических сетей от токов короткого замыкания и перегрузок. Защитным элементом предохранителя является плавкая вставка, которая перегорает при прохождении через нее токов короткого замыкания или перегрузки, разрывая электрическую цепь. В патроне предохранителя могут устанавливаться плавкие вставки на разные номинальные токи, но не более номинального тока патрона предохранителя. Наиболее широко распространены предохранители типов ПР-2 и ПН-2 с закрытыми патронами (рис. 66).


Рис. 66. Предохранители ПР-2 (а) и ПН-2 (б), патроны ПР-2 на 15-60 и 100-1000 А (в) и конструкция плавких вставок ПР-2 (г):
1 — фарфоровая трубка; 2, 5 — плавкие вставки; 3 — контактный нож; 4 — фибровая трубка; 6 — латунная втулка; 7 — латунные колпачки; 8 — фиксирующая шайба; 9 — контактный медный нож.

Предохранитель ПР-2 состоит из фибровой трубки 4 с латунными колпачками 7 и контактного ножа 9. Внутри патрона размещаются одна или две цинковые плавкие вставки 5 в зависимости от тока в защищаемой цепи (рис. 66, в).

Предохранители ПР выпускают на напряжения до 250 и до 500 В и номинальные токи 15, 60, 100, 200. 350, 600 и 1000 А. Плавкие вставки имеют стандартные номинальные токи 15, 20. 25, 35, 60, 80, 100, 125, 160, 200 А.

Наиболее распространенный предохранитель ПН-2 состоит из квадратного фарфорового корпуса с отверстием 1, в которое устанавливается плавкая вставка 2, приваренная к шайбам контактных ножей 3. Патрон заполняют кварцевым песком, который способствует быстрому гашению электрической дуги, возникающей при расплавлении плавкой вставки в предохранителе (рис. 66, д). Плавкая вставка изготавливается из медных пластин толщиной 0,15 — 0,35 мм и шириной до 4 мм.

Для исключения перегрева предохранителей при малых перегрузках на плавких вставках напаяны шарики диаметром от 1,5 до 2 мм из легкоплавкого сплава. При нагреве вставки шарик, обладающий более низкой температурой плавления, расплавляется раньше, чем плавкая вставка. Проникая в металл вставки, расплавленный материал шарика вследствие «металлургического эффекта» снижает температуру плавления вставки в месте, где напаян шарик, благодаря чему предохранитель не перегревается. Предохранители ПН-2 выпускаются на номинальные токи 100, 150, 250, 400, 600 А.


Рис. 67. Предохранитель ПК-6:
а — общий вид; б — патрон предохранителя на керамическом стержне: в — без стержня
1 — плита; 2 — контакт с замком; 3 — патрон; 4 — контактный колпачок; 5 — контакт; 6 — изолятор; 7 — фарфоровый корпус; 8 — керамический каркас; 9 — плавкая вставка; 10 — проволока; 11 — указатель срабатывания; 12 — легкоплавкие шарики.

В электроустановках напряжением 6 и 10 кВ применяют предохранители серии ПК. Предохранитель ПК (рис. 67) состоит из фарфорового патрона 3, в который помещена медная плавкая вставка 9, латунных контактных колпачков 4, закрытых сверху крышкой и снизу указателем срабатывания П. Патрон заполняется чистым и сухим мелкозернистым кварцевым песком для обеспечения быстрой деионизации электрической дуги и проникновения паров металла вставки в песок при ее перегорании. Патрон с колпачками 4 вставляется в контакт с замком 2. Подсоединение предохранителя к шинам производят через хвостовик контакта 5. Токоведущие части ПК изолированы от металлической плиты 1 опорными изоляторами 6.

Плавкая вставка для номинальных токов до 7,5 А состоит из медных посеребренных проволочек, намотанных на керамический каркас 8 (рис. 67, б). Для токов выше 7,5 А медные проволоки делают в виде спиралей и помещают непосредственно в фарфоровый корпус 7. На проволоки напаивают легкоплавкие шарики 12 для снижения на этом участке температуры плавления вставки предохранителя. Указатель срабатывания 11 состоит из втулки, пружины, головки и удерживающей проволоки 10. При перегорании удерживающей проволоки срабатывает пружина и вставка перегорает. Предохранители ПК выпускаются на номинальные токи от 2 до 300 А.

Читайте так же:
Аккумулятор тепловой источник тока

При больших токах предохранители в каждой фазе спаривают или счетверяют, устанавливая их в цепь тока параллельно в специальных контактных стойках.

Реакторы представляют собой соленоид (катушку без сердечника), обладающий значительным индуктивным и малым активным сопротивлениями, и служат для ограничения тока короткого замыкания. Обычно реакторы устанавливают на отходящих кабельных линиях и в цепях понижающих трансформаторов мощных подстанций.


Рис. 68. Бетонный реактор РБ-10 напряжением 10 кВ:
а — общий вид; б — фаза реактора; в — схема включения обмоток.

Широкое распространение получили бетонные реакторы РБ (рис. 68) с воздушным охлаждением, которые состоят из обмотки 1 и десяти вертикальных радиально расположенных колонок 2, в которых заармировано по два сквозных стержня 4 с резьбой на концах. На нижние их концы навернуты головки опорных изоляторов 3. К верхним концам стержней крепят фланцы изоляторов реакторов, расположенных сверху. В бетонных колонках закреплена обмотка из гибкого многожильного провода с концентрическими витками. Начало и конец обмотки присоединены к контактным зажимам 5.

Реакторы характеризуются индуктивным сопротивлением, номинальным напряжением на фазу, номинальной проходной мощностью, динамической и термической устойчивостью.

Фазы реактора маркируются по их расположению: В — верхняя, С — средняя и Н — нижняя, а подсоединения шин обозначаются А1, В1, С1 — входные и А2, В2, С2 — выходные зажимы.

Направления витков обмотки средней фазы по отношению к верхней и нижней обмоткам должны быть противоположными для уравновешивания электродинамических усилий (рис. 68, в).

Разрядником называется аппарат, обеспечивающий защиту электроустановок от перенапряжений, которые способны серьезно повредить изоляцию электрооборудования. Различают внешние (атмосферные) и внутренние (коммутационные) перенапряжения. Причинами внутренних перенапряжений являются переходные процессы, возникающие при резких изменениях режима работы электроустановки, содержащей нагрузки индуктивного и емкостного характера. Например, при отключении индуктивного тока короткого замыкания возникает коммутационное перенапряжение вследствие явления самоиндукции.

Внешние перенапряжения вызываются атмосферными электрическими разрядами. Вблизи электроустановок эти разряды индуцируют в проводящих контурах электрооборудования перенапряжения. Наибольшую опасность представляют импульсные перенапряжения, возникающие при грозах в результате атмосферных разрядов непосредственно на провода ЛЭП. Перенапряжения при этом превосходят номинальные напряжения в десятки раз.

Для снижения перенапряжения до неопасных для изоляции оборудования значений устанавливают разрядник, который присоединяется с одной стороны к токопроводящей (потенциальной) части установки, а с другой — к заземляющему устройству. В настоящее время для защиты изоляции электрооборудования применяют трубчатые и вентильные разрядники.

Трубчатые разрядники имеют крутопадающую вольт-секундную характеристику, хорошо работают при неравномерных электрических полях, поэтому их применяют для защиты воздушных линий.

При пробое разрядного промежутка трубчатого разрядника между электродами 4 и 3 возникает электрическая дуга. Под воздействием дуги материал патрона 5 генерирует газы, создающие продольное дутье, которое обеспечивает ее надежное гашение. Разряд в трубчатом разряднике сопровождается выбросом ионизированных газов. При этом указатель срабатывания 1 выбрасывается из наконечника 2 и распрямляется, становясь хорошо видимым.

Вентильные разрядники РВС (рис. 69, а) состоят из колонки последовательно включенных искровых промежутков 5 и нелинейных разрядных резисторов 7, выполненных из специальных материалов вилита или тервита.


Рис. 69. Устройство стационарного вентильного разрядника РВС (а), комплект искровых промежутков разрядника РВС (б) и устройство подстанционного разрядника РВП (в):
1 — стальные пластины; 2 — прокладки; 3 — фланцы; 4 — фарфоровый корпус; 5 — комплект искровых промежутков; 6 — нелинейные резисторы; 7 — нелинейные разрядные резисторы; 8 — гетинаксовая прокладка; 9 — фигурная шайба; 10 — воздушный зазор; 11 — герметик; 12 — пружина; 13 — хомут.

Сопротивление разрядных резисторов зависит от напряжения, приложенного к ним, обратно пропорционально ему и нелинейно. При перенапряжениях происходит пробой искровых промежутков. Оказавшись под большим перенапряжением, разрядные резисторы резко уменьшают собственное сопротивление. Однако при восстановлении рабочего напряжения, сравнительно малого по значению, разрядные резисторы резко увеличивают свое сопротивление, чем ограничивают ток и способствуют интенсивному гашению дуги в искровых промежутках.

Сразу после гашения дуги импульсного высокочастотного тока разряда рабочее напряжение восстанавливается. Под его воздействием в искровых промежутках разрядника вновь образуется дуга так называемого сопровождающего тока. Для облегчения гашения дуги применяют нелинейные резисторы 6, шунтирующие искровые промежутки.

Искровые промежутки (рис. 69, б) 5 состоят из ряда последовательно соединенных воздушных зазоров 10, образованных гетинаксовыми прокладками 8 и металлическими фигурными шайбами 9. Комплект промежутков заключен в фарфоровый цилиндр — корпус, охваченный вилитовым подковообразным шунтирующим резистором 6. Комплекты искровых промежутков и диски разрядных резисторов сжаты пружиной 12 между стальными пластинами 1. Корпус разрядника 4 армирован фланцами 3 и герметизирован прокладками 2 из азоностойкой резины, так как вилитовые диски гигроскопичны.

Разрядник РВП (рис. 69, в) имеет аналогичную несколько упрощенную конструкцию. Уплотнение корпуса выполнено с помощью герметика 11. Установку разрядника осуществляют хомутом 13. Дополнительно цилиндрические поверхности дисков покрывают влагостойкой обмазкой, а торцовые поверхности металлизируют.

В настоящее время промышленность выпускает вентильные разрядники серий РВП, РВС; магнитно-вентильные — РВТ, РВМ, РВМГ, РВМК (комбинированные для защиты от атмосферных и внутренних перенапряжений) для номинальных напряжений от 3 до 750 кВ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию