Сақтандырғыштың балқымалы ендірмелерін тандау

Сақтандырғыштар – бұл электр тізбектерін токтың асқын жүктемелерінен және қысқа тұйықталу (қ.т.) токтарынан қорғауға арналған электр аппараттар. Сақтандырғыштың негізгі элементтері қорғалатын тізбекпен бірізді қосылатын балқығыш ендірме және доға сөндіргіш құрылғы.

Сақтандырғыштарға келесідей талаптар қойылады:

1) Сақтандырғыштың уақыт-токтық сипаттамасы қорғалып отырған нысанның уақыт-токтық сипаттамасынан төменірек, бірақ оған мүмкіндігінше жақынырақ өтуге тиіс.

2) Сақтандырғыштың ҚТ кезінде, әсіресе жартылай өткізгіш аспаптарды қорғаған кезде, іске қосылу уақыты барынша аз болуға тиіс. Сақтандырғыштар ток шектеумен жұмыс істеуге тиіс.

3) Қорғалатын тізбектегі ҚТ кезінде сақтандырғыштар қорғаныстың селективтілігін қамтамасыз етуге тиіс.

4) Сақтандырғыштың сипаттамалары тұрақты болуға, ал олардың параметрлерінің технологиялық шашырауы қорғаныстың сенімділігін бұзбауға тиіс.

5) Қондырғылардың арта түскен қуатына байланысты, сақтандырғыштар жоғары ажыратқыш қабілетке ие болуға тиіс.

6) Сақтандырғыштың конструкциясы балқығыш ендірме жанып кеткен кезде оны жылдам және ыңғайлы алмастыру мүмкіндігін қамтамасыз етуге тиіс.
Ұзақ жүктеме кезінде балқығыш ендірменің қызып кетуі. Сақтандырғыштың негізгі сипаттамасы ендірменің балқу уақытының өтіп жатқан токқа тәуелділігі болып келетін уақыт-токтық сипаттама болып табылады. Жетілген қорғаныс болуы үшін сақтандырғыштың уақыт-токтық сипаттамасының (8.1 суреттегі 1 қисық) барлық нүктелерде қорғалып отырған тізбектің немесе нысанның сипаттамасынан (2 қисық) сәл төменірек жүргені қажетті болады. Алайда, сақтандырғыштың нақты сипаттамасы (3 қисық) 2 қисықты кесіп өтеді. Осыны түсіндіре кетейік. Егер сақтандырғыштың сипаттамасы 1 қисыққа сәйкес келсе, онда сақтандырғыш ескіруге орай немесе қозғалтқышты іске қосқан кезде жанып кететін болады. Тізбек жол берілмейтін асқын жүктемелер болмаған кезде ажыратылатын болады. Сондықтан, ендірменің балқу тогы жүктеменің номиналды тогынан көбірек етіп таңдап алынады. Бұл кезде2 және 3 қисықтар қиылысады.

Үлкен асқын жүктемелер облысында (Б облысы) сақтандырғыш нысанды қорғайды. А облысында сақтандырғыш нысанды қорғамайды. Шамалы асқын жүктемелер (1,5-2,0) I_ном кезінде сақтандырғыштың қызуы баяу жүреді. Жылудың көпшілік бөлігі қоршаған ортаға беріледі. Жылу берудің қиын жағдайлары балқығыш ендірмені есептеуді қиындатады. Осының кезінде балқығыш ендірме орныққан температураға жеткеннен кейін жанып кететін ток шекаралық ток I_погр деп аталады. Сақтандырғыш номиналды ток кезінде іске қосылып кетпеуі үшін, I_погр> I_ном болуы қажет. Екінші жағынан, жақсырақ қорғау үшін, I_погр мәні мүмкіндігіне қарай номиналдыға жақынырақ болуға тиіс. Шекаралыққа жақын токтар кезінде балқығыш ендірменің температурасы балқу температурасына жақындауы керек. Токтың өсуімен ендірменің балқу уақытының күрт қысқаруына қол жеткізу үшін, екі бағытты қолданады: 1) балқығыш ендірмеге арнайы пішін береді; 2) металлургиялық әсерді қолданады.

Ендірмені айнымалы қимадағы пластиналар түрінде орындайды. Асқын жүктемелер мен қ.т. кезінде қызу мен жанып кету балқығыш ендірменің көбірек кедергі беретін азайтылған қималарында жүреді.

Металлургиялық әсер кейбір оңай балқитын металдардың (қалайы, қорғасын және т.б.) балқыған күйінде кейбір қиын балқитын металдарды (мыс, күміс және т.б.) ерітуге қабілетті екендігінен тұрады. Осылайша алынған ерітінді бастапқы материалдарға қарағанда өзгеше сипаттамаларға (мысалға, көбірек электр кедергіге және балқудың төмендеген температурасына) ие болады. Асқын жүктемелер кезінде және ендірме балқыған кезде бүкіл ендірменің жалпы температурасы төмендеген кезде ендірмелердің балқуын жылдамдату үшін сымдарға шағын қалайы шариктер дәнекерленеді. Ендірме қызған кезде алдымен балқудың төмен (232 °С) температурасына ие қалайы балқиды. Қалайының сыммен түйіскен жерінде мыстың еруі және оның қимасының азаюы басталады. Бұл осы нүктеде кедергінің артуын және шығындардың көбеюін тудырады. Процесс мыс сым қалайы шарик орналасқан нүктеде балқып кеткенше жалғасады. Бұл кезде пайда болған доға сымды бүкіл ұзындығында балқытады. Қалайы шарикті қолдану ендірменің балқуының орташа температурасын 280 °С дейін төмендетеді, бұл мыстың балқу температурасынан анағұрлым төменірек.

Сақтандырғыштар толтырғыштарсыз және толтырғыштармен орындалады.

Электрлік түйіспелер (контактлер)

Кез-келген электр тізбегінқұрайтын элементтердің қосылатын жері электрлік тоғысу деп аталады. «Тоғысу» сөзі «жанасу», «жақындасу» деген мағыналарды білдіреді. Электрлік жүйеде әртүрлі машиналардың бөлшектерін, құралдарын, желілерін қосуда тоғыстырғыштардың көптеген саны қолданылады. Сапалы тоғысулардың болуына байланысты құрал-жабдықтар мен жүйелердегі жұмыстың сенімділігі арта түседі.
Электрлік тоғысуларды жіктеу.
Тоғысуларды атқаратын қызметі мен міндетіне байланысты екі топқа бөлеміз, атап айтсақ тұйықталатын және тұйықталмайтын тоғысулар. Тұйықталмайтын тоғысулар өз кезегінде қозғалмайтын және қозғаламалы деп екіге бөлінеді. Қозғалмайтын тұйықталмайтын тоғысуларда байланыс бөлшектерінің басқа бөліктерге ауысуы болмайды (мысалы, дөңгелектердің бұрандалы қосылыстары), қозғалмалыда ығысулар мен тербелістер болып тұрады. Ажыратылатын қосылыстар-қозғалмалы болып келеді.
Жанасқан беттер жазықты, сызықтың нүктелі қосылыстар болып бөлінеді. Жазықты қосылыстар жанасқанда жазық байланыс элементтерін қалыптастырады (тегіс дөңгелектер және т.б).
Сызықты қосылыстарға мысал ретінде параллельді осьтермен жанасқан екі цилиндрді келтіруге болады, ал нүктелікке екі сфералық беттерді айтамыз.
Электрлік байланыс қосылыстарының жұмыс ерекшеліктері
Тәжірбиелік тұрғыда байланыс элеменеттерінің жанасуы белгілі бір аумақта болады. Беткі байланыс элементтері иделады тегіс жазықты болмайды. Сондықтан байланыс беттері жақындасқанда алдын ала төбелері жанасып (нүктелері), одан кейін қысымның артуына байланысты, байланыс материалдары деформацияланады, ал нүктелер үлкен алаңдарға айналады. Байланысқа берілген күш көп болса, онда беткі байланыстардың жанасуы түйісу орнында болатын белсенді электрлік кедергіден кіші болады (қосылатын беттер арасында алмасу зонасында). Бұл белсенді кедергіні алмасу деп атайды. Алмасу кедергісі-электрлік байланыс сапасының негізгі өлшемі болып табылады, байланыс қосылыстарында жұтылатын, жылуға айналып, қосылыстарды қыздыратын энергия мөлшерін сипаттайды. Алмасу кедергісіне қосылыс беттері мен жағдайын өңдеу әдістері күшті әсерін тигізеді. Мысалы, аллюминийлік қосылыстарда жылдам пайда болған тотық қабықтары алмасу кедергісін күшейтеді.
Байланыс сымдары арқылы өтетін ток қызады, демек бұл кезде алмасқан кедергінің болуынан жанасқан беттерде жоғары температура байқалады. Байланыс бетері қыздырылған кезде материалдың кедергісі артады, демек кедергілік алмасу орын алады.
Сонымен қатар қосылыстардағы температураның артуы беткі қабаттардағы тотықтардың пайда болуына себебін тигізеді, демек осы кезде алмасатын кедергілер деңгейлері арта түседі. Температура артқан кезде байланыс материалдары жұмсарып, беткі жанасулар артады. Осыған орай аталмыш үдеріс кезінде қосылыстар мен байланыстар бұзылып, дәнекерлеу қажет болады. Соңғылары мысалы, тұйықталатын байланыстар өте қауіпті болып саналады, нәтижесінде құрал осы байланыстардан тізбекті ажырата алмайды. Осыған орай әртүрлі типтегі қосылыстар мен байланыстар үшін белгілі бір шекті температура белгіленеді. Қыздыруды төмендету үшін байланыс металлдарының салмағын кемітіп, жылуды жүргізу күшейтіледі. Алмасқан кедергілерді төмендету үшін байланыс қысымын арттырып, қажетті материал мен тоғысулар алынады. Мысалы, тұйықталатын тоғысулар ашық ауада жұмыс жасауға арналған, сондықтан қышқылданбайтын материалдан жасау қажет, демек жемірленуге төтеп беретін, беткі қабатты жауып тұратын материалдан жасалады. Осындай материалдарға көптеген жағдайда күміс жатады. Мысты тұйықталмайтын тоғысулар шөктіріледі (тереңірек батырылған беттер қышқылдануға жылдам ұшырамайды). Осы мақсатта қосылыс беттерін вазелинмен майлап отыру қажет. Жемірленуден жақсы қорғап, майлармен сылау сақтық шараларының бірі болмақ. Бұл майлы ажыратқыштарда қолданылады.