Вопрос 1. Аппараты защиты от перегрузок и коротких замыканий

Содержание группового занятия

 

Введение

 

Возникновение коротких замыканий и перегрузок сопровождается большими токами, которые могут в несколько раз превышать номинальные значения. Высокие температуры нагрева проводов, электрические искры и дуги в месте коротких замыканий проводов на корпус могут явиться причиной пожаров и взрывов на летательном аппарате.

 

Вопрос 1. Аппараты защиты от перегрузок и коротких замыканий

 

Плавкие предохранители.Они обеспечивают выключение участков сети при коротких замыканиях и перегрузках в цепях с номинальными токами до 900 А.Основным элементом таких предохранителей является металлический проводник (вставка), имеющий определённую площадь сечения. Если через него проходит ток, больший допустимого значения, то он нагревается и плавится, разрывая цепь тока.

На летательных аппаратах применяются плавкие вставки типов ПВ (плавкая вставка), СП (стеклянно-плавкая), ИП (инерционно-плавкая), ТП (тугоплавкая). Плавкие вставки ПВ выполняются из калиброванных серебряных проволочек на номинальные токи 2, 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80 и 100 А. Предохранители СП изготовляются на номинальные токи 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30 и 40 А. На токи до 5 Аплавкие вставки выполняются из медной проволоки, на токи 5–10 А– из серебряной проволоки, на токи 15–40 А– из цинковых пластинок.

Для защиты сетей с большими номинальными токами (200–900 А ) требуется большое сечение и, следовательно, большая масса вставки. При плавлении такой вставки её расплавленные капли могут вызвать пожар или иные повреждения. Поэтому защита цепей с большими токами осуществляется тугоплавкими предохранителями типа ТП, изготовляемыми на токи 200, 400, 600, 900 А. Плавкая вставка их выполняется из меди и помещается в асбоцементный корпус для локализации расплавляемого металла.

Плавкие предохранители ПВ, СП, ТП малоинерционны. Они чётко срабатывают при появлении токов перегрузок. Но такие предохранители не обеспечивают защиты цепей с электродвигателями. Пусковые токи электродвигателей могут быть в 3–10 раз больше номинальных токов. В таких цепях надо, чтобы за время пуска предохранитель не сработал при таких больших токах. В то же время предохранитель должен сработать, если длительное время ток превышает его номинальное значение на 10–20% или если в цепи электродвигателя возникло короткое замыкание. Поэтому в цепях с электродвигателями устанавливаются инерционно-плавкие предохранители типа ИП, конструкция которых обеспечивает выполнение отмеченных выше требований.

Все плавкие предохранители имеют существенные эксплуатационные недостатки:

невозможно визуально контролировать состояние предохранителя;

необходимо иметь запасной комплект предохранителей;

трудно и даже невозможно заменить в полёте сработавший предохранитель;

невозможно проверить характеристики предохранителя (для этого надо расплавить его вставку, т. е. «сжечь»).

Биметаллические автоматы защиты.В настоящее время на летательных аппаратах широкое распространение нашли биметаллические тепловые автоматы защиты. В цепях с токами до 50 Аони практически вытеснили инерционно-плавкие предохранители.

В зависимости от кинематической схемы механизма замыкания контактов автоматы защиты делятся на автоматы защиты сети без свободного расцепления (АЗС) и на автоматы защиты со свободным расцеплением (АЗР).

В АЗС (Рис. 1) можно принудительно удерживать контакты в замкнутом состоянии при любых токах перегрузки в защищаемом участке сети. Это может оказаться необходимым, чтобы заставить работать некоторые устройства и при наличии перегрузок (вооружение, шасси и др.). Однако следует помнить, что принудительное удержание автомата во включенном положении может вызвать загорание изоляции провода (пожар).

В автоматах АЗР кинематическая схема выполнена так, что после срабатывания автомата ручка его отсоединяется от контактов. Перемещение ручки не вызывает включения цепи до тех пор, пока не остынет биметаллический чувствительный элемент. Устанавливаются АЗР в цепях, где не допускаются даже кратковременные перегрузки сети ввиду опасности пожара (в местах скопления паров топлива).

 

 

Рис. 1. Кинематическая схема АЗС

 

АЗС выпускаются на номинальные токи 2, 5, 10, 15, 20, 30 и 50 А; АЗР – на токи 6, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 и 150 А.

На рис. 1 изображена кинематическая схема АЗС. Автомат включается в сеть с помощью клемм 1 и 11. При изображённом положении рукоятки 2 цепь замыкается через рычаг подвижного контакта 5, неподвижный контакт 6, гибкий проводник, биметаллическую пластинку 9, клемму 11. Колодка 8 удерживается в правом положении фиксатором 10. При нагреве биметаллической пластины 9 свыше допустимой температуры она прогибается вниз и её выступ освобождает фиксатор 10. Под действием пружины 7 колодка 8 передвигается влево, переводя рукоятку 2 в положение «Выключено». Контакты 5 и 6 размыкаются. При перемещении рукоятки её поршенёк 4 сжимает пружину 3, непрерывно касаясь рычага контакта 5.

АЗС и АЗР не только являются аппаратами защиты, но одновременно служат и коммутирующими устройствами, исключая необходимость установки выключателей. Недостаток тепловых автоматов состоит в том, что их характеристики зависят от температуры окружающей среды.

Вывод: плавкие предохранители обеспечивают выключение участков сети при коротких замыканиях и перегрузках в цепях с номинальными токами до 900 А.Основным элементом таких предохранителей является металлический проводник (вставка), имеющий определённую площадь сечения. В настоящее время на летательных аппаратах широкое распространение нашли биметаллические тепловые автоматы защиты. В цепях с токами до 50 Аони практически вытеснили инерционно-плавкие предохранители. В зависимости от кинематической схемы механизма замыкания контактов автоматы защиты делятся на автоматы защиты сети без свободного расцепления (АЗС) и на автоматы защиты со свободным расцеплением (АЗР).