Электротехника Касаткин (967630), страница 84
Текст из файла (страница 84)
Особенно опасно действие дуги в аппаратах высокого напряжения нри отюзючениях токов короткого замыкания, Рис. 16Л Рис. 16.2 49! ОтклЮченис цепей переменного тока существенно упропэается, так как переменный ток периодически проходит через пулевое значение, что приводит к гашению дуги. Значительно труднее отключение цепей постоянного тока высокого напряжения, Выключатели для этого тока должны быть рассчитаны на поглощение весьма значитепыюй энергии, выцеляиацейся при длительном горении дуги постоянного тока. ЗЕ.Й. ТЕППОВАА ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК Провода электрических линий и электротехнические устройства цолжны быть защищены от превышения температуры при коротких замыканиях и длительных перегрузках. Коротким замыканием принято называть всякое ненормальное соединение через элементы с малым сопротивлением межлу проводами или другими токоведущимн частями цепи, Причиной короткого замыкания может быль случайное соединение псизолированных токо.
ведущих частей между собой (например, соединение двух проводов воздушной линии) или повреждение изоляции вследствие старения, износа, пробоя и т, и. При коротком замыкании резко увеличивается ток, тепловое действие которо~о 1см. (1,36)1 может вызвать разруцпнис изоляции и пожар. Вместе с тем часто возникают опасные электродинамические силы взаимодействия между проводами и сильное уменьшение напряжения в сети. Следстнисм последнего являются снижение частоты вращения и даже остановка электродвигателей и т.д.
В табл. 16,1 приведены дэпустнмые значения токов в проводах н кабелях в соответствии с Правилами устройства электроустановок. Простейшим способом отключения аварийных участков яв~яется использование тешювого действия токов короткого замыкания в приборах защиты предохранителе с плавкой вставкой, пробочпом и трубчатом предохранителях. В предохранителе первого тина отключающим элементом служит ллавквя всгввка — сменяемая часть предохранителя, плаввщаяся при увеличении тока в защищаемой цепи свыше определенного значения.
По существу это короткий участок защищаемой цепи, относительно легко разрушаемый тепловым действием тока. Чтобы получить такую сниженную термическую стойкость, нужно увеличить сопротивление вставки, для чего ее изготовляют иэ материала с высо. ким удельным сопротивлением (например, сплава олова и свинца) или из хорошо проводящего металла (например, серебра, меди) г но с малой площадью поперечного сечения. Плавление вставки не должно сопровождаться вггзникновеннем дуги в предохранителе вдоль размыкаемого участка. Следовательно, длина плавкой вставки должна быть выбрана с 'учетом напряжения питания. По этой причине на предохранителях кроме номинального тока, т, е.
наибольлпго тока, который он может выдержать сколь 492 Та!глава гб.1. Допустдмые дантсаьные токовые пвсрузкв проводов в мнуров с резиновой н полизлорююнлоаой щоааянсй в ваммвввсвымв жвлвзсв Тек нагрузки, А Осчспвс токопус- всдлпий нппы,мм Провслв, пйолонсипмс в одной взолвапонпоа трубе провода, пралс- мсввыс открыто Лвв одно- Трв одно.
Четыре Одвп Одпп иппъпых жввм1ыз одно двух. тесы мппм~ых нилы~ма жпдьпый угодно долгое время, не разрушаясь, указывается также и номинальное напряжение. Существует большое многообразие конструкций предохранителей с шшвкой вставкой. Для напряжений до 250 В и токов примерно до 60 А широко применяются пробочпые предохранители (рис. 16.3).
Пробочный предохранитель состоит нз основания 1, в которое ввертывается сменяемая при перегорании вставка 2 — так называемая пробка с резьбой, опирающаяся на неподвижный контакт 4. Пробка изготовляется из керамического материала н снабжается двумя металлическими контактами, между которыми прнпанвается плавкая проволока 3, Пробочные предохранители обычно устанавливаются на групповых щитках. От этих щитков линии расходятся в отдельные квартиры лли комнаты, части здания и т. п. На щитке все провода каждой линии доллзгы быль защищены отдельными предохранителями (рис.
16.4), Такое сосредоточение предохранителей облегчает надзор эа ними и замену пробок при их пере горанни. Для запшты от коротких замыканий линий высокого напряжения применяются грубчитые предохранители различных конструкций 493 2,5 4 Ь 10 !б 25 35 50 70 95 120 !50 185 240 300 400 24 32 39 60 75 )05 !30 !65 2!О 255 295 340 390 465 535 645 20 28 ЗЬ 50 60 85 !00 140 175 з15 245 275 19 28 32 47 60 80 95 130 165 200 220 255 19 23 30 39 55 70 85 120 140 !75 200 19 25 31 42 60 75 95 125 150 ! 9!' 230 16 ?1 26. ЗЯ 55 65 75 105 135 165 190 Ливия 4 Рис. 16.4 Рис. !6.3 Рис. 16.6 (рис. 16.5), в которых плавящаяся проволока помещена в фарфоровую трубку н имеет значительную длину. Трубка не дает разбрызгнваться расхваленному металлу, а электрнческая дуга, образующаяся прн плавленвн проволоки внутри трубки, быстро разрывается благодаря тяге воздуха в трубке Номинальные таки предохранителей следует выбирать нанменьшнми по расчетным токам нагрузки соответствующнх участков сети.
При этом вставка не должна плавиться прн кратковременных перегрузках— пусковых токах электродвигателей н т. и, Для защиты электротехнических установок от длительных лсрегру- зок используются тепловые реле на основе биметаллических злементбв, представляющих собой две механически скрепленные пластины нз металлов с различными температурнымн коэффициентами расшире- ния. На рис. 16,6 показана принципиальная схема устройства теплового реле. Нагреватель 3, включенный в защищаемую цепь, своим теплом воздействует на биметаллический элемент 1.
При перегрузке в защнщае- мой цепи обе пластины биметаллического элемента, нагреваясь, удли- няются, Но одна нз ннх удлиняется больше, вследствие чего биметалли- ческая пластина изгибается вверх и выходят нз зацепления с защел- кой 3. Последняя под действием пружины 4 ловорачнвается вокруг осн 5 по направлению движения часовой стрелкн н посредством тя- ги 6 размыкает контакты 7, опслючая перегруженную сеть, 494 Однако тепловое реле иэ-за значительной тепловой инерции не обеспечивает защиту от токов короткого замыкания, Поэтому дополнительно к тепловому реле необходим лрецохранитель с шэавкой вставкой. тв.з.
АВтОмАтические ВОздушные ВыключАтели Предохранители с >павкой вставкой хорошо защищают электродвигатели и прочие лромьш>ленные электроустановки от токов короткого замыкания,и недостаточно надежно от длительных перегрузок. Поэтому в цепях электротехнических установок большой мощности кроме предохранителей с плавкой вставкой устанавливается автоматическан защита, Простейшими устройствами для автоматической за>инты от ловрежцений лри нарушении номинального рабочего режима в установках с рабочим напряжением цо ! кВ являются автоматические воздушные (не ьисляные и не со сжатым возцухом) выключатели, часто называемые просто "автомагамн". Эти аппараты могут защищать установку не только лри перегрузке. Онн производят отключение цепей автоматически нри нарушении нормальных рабочих условий, причем в зависимости от типа автоматического выключателя это отключение производится, если определенная электрическая величина переходит установленное предельное значение (максимальные и минимальные выкл>о.
чатепи) илн если нзмсняетси направление нерецачн энергии (выключи. тели обратной мощности). Кроме того, существует большое чнюн> автоматических выключателей специального назначения. В зависимости от назначения выключателя в него могут быль встроены различные раснснителн, элок>ромагнитные, тепловые и комбинированные.
На рнс. )б,7 показаны схематически принципы действия автоматических выключазслсн с различными ницами злектромаглнтнь>х расцснителсй, Электромагнитный расцслитсль действует практически мгновенно, н пози>му необходимость в лрецохранителях с ллавкои вс>анкой отпадает. Наиболее распространенным автоматическим воздушным выкл>очатслем является иыключа>ель жакгил>альиощ> токи (рис. ! 6.7, а) . Если ток в защищаемой цени дос>нгзет лредельного значения, катушка К втягивает стальной сердечник С н защелка 3 освобождает пружину Г): последняя разрывает коншкла А нспн, Конструктивные офорьпения 'этих выключагелей весьма разнообразны.
Автоматические выключатели максимального тока применяются и в осветительных сетях жилых помещений вместо предохранителей с шавкой вщавкой, Обратное включение выключателя производится вручную. Точность настройки вь>кл>ачателя ла олрецеленный предельный ток несравненно выше, чем нри защите лрелохранитслямн с лпавкнми вставками, н в этом заключи. ется одно из важнейших его преимуществ. Чащобы избежать откл>очения усшновкн нри кратковременном увели. челнн тока, не опасном,щя установки (например, пускового тока 495 двигателя), выключатели иногда имеют устройство выдержки времени (приспосош>ение, которое обеспечивает определенный промежуток времени межцу воздействием тока на выключатель и моментом отключения цени).
На рнс, 16,7, б показана принципиальная конструкция подобного устройства; зубчатая система В не позволяет катушке К мпшвенно втянуть сердечник С и освободить зацепку 3, так как сначала колесико В должно повернуться на определенный угол; тем самым созцается определенная выдержка времени, котору>о можно регули. ровать. Если увеличение тока закончится прежде, чем механизм выдержки времени дает возможность освободиться защелке, то сердечник вер. нется в исходное ш>ложение н отключения не произойдет. Кроме часового механизма лля выдержки времени в автоматических выключателях с электромагнитным расцепителем применя>ется также масляный или воздушный тормоз и т.
п, Автоматический «ыключатель минимального тока применяется, если цепь должна быть отключена, при уменьшении тока в ней или в одной из ее ветвей ниже предельного значения. Принцип действия такого выключателя поясняет рис. 16.7, в. Катушка К удерживает сердечник С и защелку 3 до тех пор, пока ток в катушке не понизится до определенного значения, после чего сердечник под действием силы тяжести опускается и защелка освобождает пружину П которая размыкает контакты А и отключает установку, Автоматический выключатель пониженного напряженич (рис.
16.7, г) по принципу действия сходен с выключателем минимального тока. Он применяется, например, для защиты асинхронных двигателей, снаб- Рнс. 16.7 женных пусковъ1м реостатом (см. рис. 14.4); выключатель отключа. ет двигатель при понижении напряжения на его выводах. При отсутствии такого выключателя понижение напряжения или его исчезнование вызывает остановку двигателя. Затем, при обратном повышении напряжения вследствие того, что пусковой реостат не введен, возникает большой пусковой ток, нежегютельный дпя электрической сети и опасный для двигателя, Поэтому часш при отключении предусмотрено автоматиче. ское включение пускового реостата.
Автоматический выключатель обратной мощности применяется, например, для зашиты параллельно работающих генераторов от лерехода одного из них в режим рзботы двигателем. Принцип действия такого выклн1чателя поясняет рнс. 16.7, д. Катушка тока К при нормальном направлении передачи энергии создает магнитное поле, противоположное полю катушки напряжения Кб, тзк что катушки не могут втянуть сер. дечник С и освободить защелку 3 При изменении направления передачи энергии изменяется направление тока в катушке Кг, поля катушек складываются и сердечник втягивается, что вызывает размыкание контактов и отключение генератора. тв,з. ВыключАтели ВысОкОГО нАпРяжения Простейшими выключателями высокого напряжения являются разъединители, Их назначение — отключение н переключение участков цепи под напряженнем, по прн отсутствии тока, Отключение участков цепи необходимо дпя обеспечения безопасности осмотроз и ремонтных работ на устройствах высокого напряжения, переключения подходящих и отходящих линий с одной системы шин па другую н т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
