СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
по междисциплинарным курсам МДК 01.01 Электрические машины и аппараты для студентов всех форм обучения по
специальности СПО 140448 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)
Курган, 2012
| ОДОБРЕНА методической (цикловой) комиссией технических спецдисциплин Протокол №_____________________ От «____»_______________200_ г. | Составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 140613 (1806) |
Председатель ЦМК_____________А.Р.Касимов
Зам. директора по УОР _____________ В.В. Сенькин
Автор: Касимов А.Р. - преподаватель Курганского
технологического колледжа
Рецензенты: Касабиев Ф. Д. - преподаватель Курганского
технологического колледжа
Иванов Г.И. – заведующий отделением Курганского
государственного колледжа
Рубильники и переключатели
Рубильники и переключатели служат для замыкания и размыкания вручную электрических цепей переменного тока напряжением до 500 В и постоянного тока напряжением до 440 В. Они устанавливаются на панелях распределительных устройств, в шкафах и ящиках.
Технические данные рубильников и переключателей приведены в таблице 1.
Первая цифра в обозначении аппарата соответствует числу полюсов, вторая соответствует его величине по току: 1 —100 А, 2 — 250 А, 4 — 400 А, 6 — 600 А. В таблице показаны только аппараты на 100 А.
Рубильники Р и переключатели П изготовляются без дугогасительных камер и могут работать только в качестве разъединителей, т. е. размыкать обесточенные электрические цепи. Рубильники и переключатели прочих типов изготовляются с дугогасительными камерами и могут коммутировать электрические цепи под нагрузкой.
Таблица 1. ДАННЫЕ О РУБИЛЬНИКАХ И ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯХ
| Наименование аппарата | Тип аппарата | Номинальный ток, А | Род привода | Вид присоединения |
| Рубильник- разъединитель | Р21, Р31 | Центральная рукоятка | Передние и задние | |
| Рубильник- разъединитель | П21, П31 | Центральная рукоятка | Задние | |
| Рубильник с боковой ручкой | РБ21, РБ31 | Боковая рукоятка | Передние | |
| Переключатель | ПБ21, ПБ31 | Боковая рукоятка | Передние | |
| Рубильник с боковым приводом | РПБ21, РПБ31 | Боковой рычажный | Передние | |
| Переключатель | ППБ21, ППБ31 | Боковой рычажный | Передние | |
| Рубильник | РПЦ21, РПЦ31 | Центральный рычажный | Передние | |
| Переключатель | ППЦ21, ППЦ31 | Центральный рычажный | Передние |
Предохранители
Предохранители предназначены для защиты электрооборудования и сетей от токов короткого замыкания и недопустимых длительных перегрузок.
Данные плавких предохранителей массового применения показаны в таблице 2. Данные предохранители имеют кварцевое заполнение корпуса в виде кварцевого песка, у предохранителей НПН стеклянный корпус круглого сечения, а у ПН2 — фарфоровый корпус прямоугольного сечения.
Таблица 2. ДАННЫЕ НЕКОТОРЫХ ПЛАВКИХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ
| Тип предохранителя | Номинальный ток, А | Наибольший отключаемый ток при напряжений до 500 В, А | |
| предохранителя | плавких вставок | ||
| НПН15 | 6,10,15 | 10 000 | |
| НПН60М | 20,25,35,45,60 | ||
| ПН2-100 | 30,40,50,60,80,100 | 50 000 | |
| ПН2-250 | 80,100,120,150,200,250 | 40 000 | |
| ПН2-400 | 200,250,300,350,400 | 25 000 | |
| ПН2-600 | 300,400,500,600 | 25 000 | |
| ПН2-1000 | 500,600,750,800,1000 | 10 000 |
Автоматические выключатели (автоматы)
Автоматы предназначены для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки электрических линий и приемников энергии, для включений и отключений линий и приемников энергии.
Данные выключателей массового применения приведены в таблице 3.
Выключатель АК63 разработан с целью замены выключателя АП—50, имеющего малую коммутационную способность. Выключатель имеет расцепители максимального тока на 0. 63... 63 А, 500 В переменного и 220 В постоянного напряжения, его коммутационная способность в 2,5 раза больше, чем у выключателя АП50.
В отличие от выключателей АП50 выключатели АК63 имеют открытые выводы, для закрывания которых могут поставляться крышки. Открытые выводы, не соприкасающиеся с корпусом выключателя, имеют лучший теплоотвод, а при нагреве выводов не происходит выгорания корпуса выключателя.
Автоматические выключатели АЕ2000 разрабатывались с целью замены всех других выключателей на ток до 100 А. Они имеют величины на 25, 63 и 100 А с расцепителями максимального тока на 0,6 А и выше, тепловыми и комбинированными расцепителями.
Выключатели серии АЕ1000 предназначены для защиты участков сетей жилых и общественных зданий. Они являются однополюсными с расцепителями тепловыми, электромагнитными или комбинированными на токи 6, 10 и 16 А.
Таблица 3. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
| Вели-чина | Тип | Обозначение типа(по исполнению) | I ном, А | Чис-ло полюсов | Род расцепителя | I ном расцепителя, А | Установка на ток мгновенного срабатывания, А | Пред. коммут. способн. при 380 В | |
| Выключатели А3100, напряжение переменное до 500 В, постоянное до 220 В | |||||||||
| I | А3160 | А3161 А3162 А3163 | Тепловой | 15… 20 25… 30 40… 50 | - - - | 2000… | |||
| II | А3110 | А3113/1 А3114/1 | Комбиниров. | 15…100 | 150…1000 | 3200… | |||
| II | А3110 | А3113/5 А3114/5 | Электромагн. | 15…100 | 150…1000 | 3200… | |||
| III | А3120 | А3123 А3124 | Комбиниров. | 15…100 | 430; 600; 800 | 5500… | |||
| Электромагн. | 430; 600; 800 | ||||||||
| IV | А3130 | А3133 А3134 | Комбиниров. | 120;150; 200 | 840;1050;1400 | 19000… | |||
| Электромагн. | 840;1050;1400 | ||||||||
| V | А3140 | А3143 А3144 | Комбиниров. | 250;300;400; 500;600 | 1750…42000 | 3200… | |||
| Электромагн. | |||||||||
| Примечание: выключатели без расцепителя обозначаются цифрой 7 (например, А3114/7) | |||||||||
| Выключатели АП50, напряжение переменное до 500 В, постоянное до 220 В | |||||||||
| АП50 | АП50-3МТ АП50-2МТ | Комбиниров. | 1,6…50 | 11· I ном 7· I ном 3,5· I ном | 300… | ||||
| АП50-3М АП50-2М | Электромагн. | 1,6…50 | 11· I ном 7· I ном 3,5· I ном | 300… | |||||
| АП50-3Т АП50-2Т | Тепловой | 1,6…50 | - | 14-кратный I ном расц | |||||
| АП50-3 АП50-2 | Без расцепит. | - | - | ||||||
| Выключатели А3700, напряжение переменное до 660 В, постоянное до 440 В | |||||||||
| I | А3710Б | А3713Б А3714Б | Электромагн. | 31,5…160 | 2…10· I ном | ||||
| II | А3720Б | А3723Б А3724Б | Электромагн. | 160; 200; 250 | |||||
| III | А3730Б | А3733Б А3734Б | Электромагн. | 160; 200; 250; 315;400 | |||||
| IV | А3740Б | А3743Б А3744Б | Электромагн. | 250; 315;400;630 | |||||
| Выключатели АЕ2000, напряжение переменное до 500 В, постоянное до 220 В | |||||||||
| АЕ2000 | АЕ2010 | Комбиниров. Тепловой | 0,32…1,6 8…10 | ||||||
| АЕ2030 | Комбиниров. | 0,6…1,6 | |||||||
| Комбиниров. | 2…12,5 | ||||||||
| Тепловой | 2…4 | ||||||||
| Тепловой | 5…12,5 | ||||||||
| Комбиниров. | 16…25 | ||||||||
| АЕ2040 | Комбиниров. | 10…12,5 16…25 | 10 000 | ||||||
| АЕ2050 | Комбиниров. | 32…63 | |||||||
| Комбиниров. | 50…100 | 15 000 | |||||||
| Выключатели АК50, напряжение переменное до 500 В, постоянное до 220 В | |||||||||
| АК50 | АК50 | (220В) 2, 3 (500В) | Электромагн. с замедлением и без него | 0,6;0,8…40;45;50 | 1,35· I ном 3· I ном; 7· I ном 10· I ном | (220В) (400В) | |||
| Выключатели АК63, напряжение переменное до 500 В, постоянное до 240 В | |||||||||
| АК63 | АК63 | 1, 2 (240В) 2, 3 (500В) | Электромагн. с замедлением и без него | 0,63; 0,8…63 | 1,3· I ном 5· I ном; 14· I ном | 3000… 5000(240В) 6000(500В) | |||
Расцепитель любого автоматического выключателя представляет собой блок, встроенный в корпус выключателя и предназначенный для отключения выключателя под действием тока, большего того, на который он настроен.
Действие теплового расцепителя основано на изменении формы биметаллической пластинки при протекании по ней тока нагрузки выключателя, большего номинального тока этого выключателя. Пластинка действует на механизм выключения выключателя.
Электромагнитный расцепитель состоит из электромагнитов, по катушкам которых проходит ток выключателя. Электромагниты приводятся в действие только при токе аварийной перегрузки, например, заклинивания механизма, или токе короткого замыкания, и воздействуют на механизм отключения выключателя.
Комбинированный расцепитель содержит расцепители обоих видов.
Для выключателя данной величины может быть несколько расцепителей, имеющих свои разные номинальные токи, которые могут регулироваться. Уставка на ток мгновенного срабатывания, или ток отсечки, означает, что при данном токе срабатывает электромагнитный расцепитель данного выключателя.
Предельная коммутационная способность означает предельный ток, который может отключить выключатель.
Автоматические выключатели серии ВА
Выключатели серии ВА разработок 51, 52, 53, 55 предназначены для отключений при КЗ и перегрузках в электрических сетях, отключений при недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей.
Выключатели серии ВА разработок 51 и 52 имеют тепловой (ТР) и электромагнитный расцепители, иногда только ЭМР.
ВА 51 имеют среднюю коммутационную способность.
В А 52 — повышенную.
ВА 51Г и ВА 52Г предназначены для защиты АД с КЗ — ротором, работающих в режиме АСЗ (пуск и отключение).
Уставка срабатывания в зоне перегрузки 1,25 I н.р в течение времени не более 2 ч (с нагретого состояния).
Имеют 2- и 3-полюсное исполнение на напряжение до 660 переменного и до 400 В постоянного тока.
ВА 51-31-1 применяются только для ОУ и имеют 1-полюсное исполнение.
Выключатели серии ВА разработок 53, 55, 75 имеют полупроводниковый максимальный расцепители с регулированием ступеней:
— номинального тока расцепителя: 0,63; 0,8; 1,0 от номинального тока выключателя. Например, при I н.а = 160 А можно установить I н.р = 100, 125, 160 А;
— уставки срабатывания в зоне КЗ для переменного тока — (2, 3, 5, 7, 10) I н.р, для постоянного — (2, 4, 6) I н.р;
— уставки времени срабатывания при 6 I н.в переменном и 5 I н.в постоянном токе — 4,8 и16 с.
ВА 53 — токоограничивающие, ВА 55 — селективные с выдержкой времени в зоне КЗ: 0,1; 0,2; 0,3 с — для переменного и 0,1; 0,2 с — для постоянного тока.
Принципиальная электрическая схема Принципиальная электрическая
ВА 53 (55, 75) схема ВА 51 (52)
БПР — блок полупроводникового расцепителя. Селективность обеспечивается при токах КЗ до 20...28 кА в зависимости от конкретного типа выключателя.
При больших токах КЗ выключатели срабатывают мгновенно (без выдержки времени). Ток срабатывания в зоне перегрузки равен 1,25 I н.р для всех выключателей. Максимальные значения I у(кз) выбирают, если на защищенном участке возможны большие броски тока, обусловленные технологическим процессом, включением трансформаторов или пуском ЭД.
При спокойном характере нагрузки I у(кз) следует выбирать не более 5 I н.р, а при отсутствии бросков тока I у(кз) = 2 I н.р. В случае необходимости кратность отсечки можно увеличить в период эксплуатации.
Уставку по времени срабатывания в зоне перегрузки более 4 с следует принимать при тяжелых условиях пуска ЭД (большая кратность пускового тока, значительный момент инерции механизма) или при длительных пиках тока технологической перегрузки.
По условиям отстройки от пусковых токов (или пиков нагрузки) желательно, чтобы ток и время срабатывания превышали расчетные значения не менее чем в 1,5 раза.
По условиям селективности выключатель, который ближе к источнику питания, должен иметь время действия не менее чем в 1,5 раза больше (при том же токе) времени действия выключателя ниже лежащей ступени.
Выключатели ВА 56 не имеют максимальных расцепителей, но имеют главные контакты электродинамическими компенсаторами, которые обладают термической и электродинамической стойкостью. Несмотря на отсутствие расцепителей при больших значениях тока КЗ, они автоматически отключаются.
Таблица 17.
Расчетные зависимости для выбора аппаратов защиты
в силовых сетях НН
| Аппарат защиты | Линия без ЭД | Линия с одним ЭД | Линия с группой ЭД |
| Автомат с комбинированным расцепителем | I н.р ≥ I м I о ≥ I м | I н.р ≥ 1,25 I н.д I о ≥ 1,25 I пуск | I н.р ≥ 1,1 I м I о ≥ 1,25 I пик |
| Предохранитель с плавкой вставкой | I вс ≥ I м | I вс ≥ I н.д
I вс ≥ 
| I вс ≥ I м
I вс ≥ 
|
| Тепловое реле | I т.р ≥ 1,25 I н.д |
Примечание:
I н.а - номинальный ток автомата, А;
I н.р - номинальный ток расцепителя (наибольший длительный ток расцепителя, не вызывающий отключения и перегрева);
I о - ток отсечки автомата, А;
I вс - номинальный ток плавкой вставки предохранителя, кА;
I пуск — пусковой ток электродвигателя, I пуск = kп I н.д,А;
kп - кратность пускового тока, при отсутствии данных принимается kп(ад) = 6,5;
I н.д - номинальный ток двигателя, А;
I м - максимальный расчетный ток в линии, А;
I пик - пиковый ток (А), это наибольший ток, возникающий в линии, длительностью 1…2с;
I пик = I пуск.нб + I м.гр - I н.нбkи (в группе более 5 ЭД);
I пик = I пуск.нб + I м.гр - I н.нб (в группе до 5 ЭД включительно);
I м.гр - максимальный расчетный ток в группе, А;
I пуск.нб, I н.нб - пусковой и номинальные токи наибольшего по мощности ЭД в группе, А;
α — коэффициент, учитывающий условия пуска, принимается:
α = 1,6...2 (при тяжелом пуске, длительность > 2,5 с), α = 2,5 (при легком пуске, длительность < 2 с).
При выборе аппаратов защиты в линии с КУ выполнить условие
I о ≥ 1,3 
(для автоматов); I о ≥ 1,6 (для предохранителей)
где Q ку — мощность конденсаторной установки, квар.
При выборе плавкой вставки в линии сварочного аппарата выполнить условие
I вс ≥ 1,2 I н.св 
(повторно-кратковременный режим), где
I н.св — номинальный ток сварочного аппарата при работе, А.
