Коммутационные аппараты до 1000 вольт

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московской области «Международный университет природы, общества и человека «Дубна»

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по дисциплине

Электроэнергетика

Коммутационные аппараты до 1000 вольт

 

 

 

 

Выполнил: студент

группы 3081

Отряскин Р.А. ______________

Проверил:

к.т.н., доцент

Морозов В.П. _______________

 

 

 

 

 

 

Дубна, 2015

Содержание

 

 

Введение

 

Коммутационные аппараты – особые механизмы, которые применяются в электрических цепях с целью включения, переключения или отключения тока при помощи разъединяемых контактов.

Главная функция коммутационных аппаратов до 1000 вольт – это переключение электрических цепей в нормальном и аварийном состоянии. Они специализируются на одно-, двух- и трехфазных сетях, при этом номинальное напряжение должно составлять 110, 220, 380 и 660 В, а частота переменного тока – 50 Гц. Аппараты могут иметь от одного до четырёх полюсов. В подавляющем большинстве аппараты имеют лишь два положения – «включено» и «отключено» без каких-либо промежуточных.

 
Основные понятия о коммутационных аппаратах изложены в ГОСТ 17703. Условные графические обозначения (УГО) на коммутационные устройства и контактные соединения регламентируются ГОСТ 2.755.

 

Классификация коммутационных аппаратов до 1000 вольт

• Контактные – в таких аппаратах переключение осуществляется за счет перемещения деталей контакта по отношению к друг другу

• Бесконтактные – переключение осуществляется без перемещения (и без разрушения) его деталей. Чаще всего, представляют собой газоразрядные или полупроводниковые приборы с датчиками звука либо приближения, основанные на явлении индуктивности (в области чувствительной поверхности образуется изменяющееся магнитное поле, наводящее во внесенном в чувствительную зону материале вихревые токи, которые приводят к изменению амплитуды колебаний генератора, вызывая срабатывание датчика)

Рис.1. Бесконтактные выключатели с датчиком приближения.

1. Выключатели

 Выключатель (он же ключ, он же переключатель) – коммутационный аппарат, служащий для включения и отключения цепей под нагрузкой и при коротких замыканиях.

Частный пример выключателя - бытовой выключатель — это двухпозиционный коммутационный аппарат с нормально-разомкнутыми контактами, не предназначенный для отключения токов короткого замыкания, без специальных устройств дугогашения, местного управления, с ручным приводом. Остальные характеристики этого выключателя, такие как рабочий ток, степень влаго-/пылезащищённости, климатическое исполнение, способ установки, материал контактов — определяются производителем. В основном применяются для включения и выключения освещения.

 

 

2. Рубильники

Рубильник - выключатель ручного привода, с его помощью можно коммутировать электрический ток не более той силы, которая указана на аппарате. Рубильник применяют при выводе оборудования в ремонт для создания видимого разрыва, отделяющего выведенное из работы оборудование от токопроводящих частей, находящихся под напряжением.

Рубильники бывают:

• разъединителями (аппараты без дугогасительной камеры, имеют изоляционное расстояние между контактами, служат для прерывания снабжения цепи с несущественными токами - для ремонта электрической системы)

• переключателями (аппараты, переводящие течение электрической энергии из одной системы в другую)

Может применяться объединение понятий, например, выключатель-разъединитель – рубильник с дугогасительной камерой (он же выключатель нагрузки) на одно направление или на два направления.

Разъединитель можно отключать под нагрузкой только несущественными токами. Под несущественными токами понимаются:

• токи цепей измерения

• токи утечки

• ёмкостные токи выводных шин

• токи холостого тока трансформаторов

Рубильники и переключатели выпускают в одно-, двух- и трехполюсном исполнении с центральным или рычажным приводом для переднего или заднего присоединения проводов. Рубильники с центральной рукояткой служат в качестве разъединителя, т. е. отключают предварительно обесточенные электрические цепи, а с боковой рукояткой и рычажными приводами — отключают цепи под нагрузкой.

Рис.2. Рубильники.

Буквенные обозначения рубильников: Р - рубильник; П - переключатель; вторая буква - П - переднее присоединение проводов; Б - с боковой рукояткой; Ц - с центральным рычажным механизмом. Цифры обозначают: первая (1, 2 и 3) - число полюсов, вторая - номинальный ток (1 - 100 А, 2 - 250 А, 4 - 400 А и 6 - 600 А).

Рубильники и переключатели с боковой рукояткой и с рычажным приводом выпускают как с дугогасительными камерами, так и без них. Рубильники с центральной рукояткой выпускают без дугогасительных камер с искрогасительными контактами. Плотность прилегания контактных поверхностей ножа и губок обеспечивается за счет пружинящих свойств материала губок (у рубильников до 100 А) и за счет стальных пружин (у рубильников более 200 А).

Для предохранения ножей от оплавления дугой при отключении рубильники на большие токи выполняют с искрогасительными или дугогасительными контактами. Искрогасительные контакты, которыми снабжены ножи, при отключении отходят от губок под действием своих пружин независимо от скорости движения рукоятки и привода рубильника.

Дугогасительные контакты рубильников расположены открыто или внутри дугогасительных камер. Они служат для обеспечения быстрого гашения электрической дуги и исключения переброса ее на соседние токопроводящие или заземленные конструкции распределительного устройства. Переключатели перекидные имеют такое же конструктивное устройство, что и рубильники, и служат для коммутации электрических цепей.

В некоторых конструкциях рубильники совмещают с предохранителями или используют предохранители в качестве ножей. Такая конструкция, позволяющая выполнять функции коммутации и защиты, называют блоком предохранитель-выключатель (БПВ).

В целях безопасности рубильники заключаются в металлический защитный кожух.

Выключатели-разъединители ВР

Выключатели-разъединители предназначены для включения, пропускания и отключения переменного тока номинальным напряжением до 660 В номинальной частоты 50 и 60 Гц и постоянного тока номинальным напряжением до 440В в устройствах распределения электрической энергии.

Рубильник ВР-32 на одно направление трехполюсный с боковой рукояткой

Рубильник ВР-32 на два направления трехполюсный с боковой смещенной рукояткой

  

Рис.3. Выключатели-разъединители.

Классификация выключателей-разъединителей:

По виду рукоятки ручного привода: без рукоятки; боковая рукоятка; передняя смещенная рукоятка; боковая смещенная рукоятка.

По степени защиты рукоятки: без защиты (IР00), с защитой от повреждения инструментами и капель воды (IР32).

По расположению плоскости присоединения внешних зажимов контактных выводов: 1 — параллельно плоскости монтажа; 2 — перпендикулярно плоскости монтажа; 3 — комбинированное: ввод параллельно, вывод перпендикулярно плоскости монтажа; 4 — комбинированное: ввод перпендикулярно, вывод параллельно плоскости монтажа.

По числу полюсов и числу направлений: однополюсный выключатель-разъединитель на одно направление; двухполюсный выключатель-разъединитель на одно направление; трехполюсный выключатель-разъединитель на одно направление; однополюсный выключатель-разъединитель на два направления; двухполюсный выключатель-разъединитель на два направления; трехполюсный выключатель-разъединитель на два направления.

Основные технические характеристики рубильников ВР-32:

Номинальные рабочие напряжения для главной цепи
переменного тока:	380, 660 В
постоянного тока:	220, 440 В
условный тепловой ток на открытом воздухе (Jт)	100, 250, 400 и 630 А
условный тепловой ток в оболочке (Jт)	80, 200, 315 и 500 А
номинальная частота переменного тока	50 и 60 Гц
Механическая износостойкость
на токи 100 и 250 А:	25000 циклов "ВО"
на токи 400 и 630 А:	16000 циклов "ВО"
Мощность, потребляемая аппаратом на один полюс
ВР32-31	3 Вт
ВР32-35	15 Вт
ВР32-37	35 Вт
ВР32-39	60 Вт

Для уменьшения габаритных размеров распредустройства выпускаются блоки предохранитель-выключатель (БПВ), обеспечивающие отключение номинальных токов и защиту цепей от токовых перегрузок и коротких замыканий. В БВП при вращении рукоятки траверса перемещается вместе с установленным на ней предохранителем, и контакты аппарата размыкаются.

Наличие двух разрывов на полюс обеспечивает отключение номинальных токов до 350 А при переменном напряжении до 550 В. Для отключения номинального постоянного тока 350 А при напряжении до 440 В разрывы снабжаются дугогасительными решетками.

Съём патрона с перегоревшей вставкой возможен только в отключенном положении БПВ после освобождения специальной защёлки. Электрическая износостойкость аппарата в среднем 2500 циклов, механическая - 500 циклов.

 

3. Контакторы

 Контактор – аппарат, имеющий электрический привод, предназначен для частого выключения и включения цепи с рабочим током или немного большим. Замыкание или размыкание контактов контактора осуществляется чаще всего с помощью электромагнитного привода.

Рис.4. Контактор.

Контактор предназначен для работы с той электрической цепью, которая ведет к мощному электрическому двигателю. Он может быть использован для коммутации абсолютно любой силовой цепи переменного тока, однако сферой применения контакторов является электротранспорт: трамваи, троллейбусы и электровозы. Помимо этого контакторы используются на кранах и лифтах и во всех других устройствах, имеющих мощный электродвигатель. Этот коммутационный аппарат не может защитить оборудование от тока короткого замыкания, для этого с ним дополнительно устанавливается плавкий предохранитель или рубильник.

 

Контактор состоит из: главных контактов, дугогасительной системы, электромагнитной системы и вспомогательных контактов.

Рис.5. Принципиальная схема конструкции трёхфазного контактора: 1 — Катушка, 2 — Пружина, 3 — Подвижная часть, 4 — Замыкающиеся контакты

 

Главные контакты осуществляю замыкание и размыкание силовой цепи. Они должны быть рассчитаны на длительное проведение номинального тока и на производство большого числа включений и отключений при большой их частоте. Нормальным считают положение контактов, когда втягивающая катушка контактора не обтекается током и освобождены все имеющиеся механические защелки. Главные контакты могут выполняться рычажного и мостикового типа. Рычажные контакты предполагают поворотную подвижную систему, мостиковые – прямоходовую.

Дугогасительные камеры контакторов постоянного тока построены на принципе гашения электрической дуги поперечным магнитным полем в камерах с продольными щелями. Магнитное поле в подавляюще большинстве конструкций возбуждается последовательно включенной с контактами дугогасительной катушкой.

Дугогасительная система обеспечивает гашение электрической дуги, которая возникает при размыкании главных контактов. Способы гашения дуги и конструкции дугогасительных систем определяются родом тока главной цепи и режимом работы контактора.

Электромагнитная система контактора обеспечивает дистанционное управление контактором, т. е. включение и отключение. Конструкция системы определяется родом тока и цепи управления контактора и его кинематической схемой. Электромагнитная система состоит из сердечника, якоря, катушки и крепежных деталей.

Электромагнитная система контактора может рассчитываться на включение якоря и удержание его в замкнутом положении или только на включение якоря. Удержание же его в замкнутом положении в этом случае осуществляется защелкой.

Отключение контактора происходит после обесточивания катушки под действием отключающей пружины, или собственного веса подвижной системы, но чаще пружины.

 

 

4. Электромагнитные пускатели

Как и контакторы применяются для коммутации силовых цепей. В отличии от контакторов пускатели имеют компактные размеры, но в то же время у контактов пускателей отсутствуют дугогасящие камеры. Основная цель использования пускателей - запуск асинхронных трехфазных двигателей переменного тока и управление вращением ротора.

Магнитные пускатели имеют магнитную систему, состоящую из якоря и сердечника и заключенную в пластмассовый корпус. На сердечнике помещена втягивающая катушка. По направляющим верхней части пускателя скользит траверса, на которой собраны якорь магнитной системы и мостики главных и блокировочных контактов с пружинами.