Коммутационная и защитная аппаратура реферат

Обновлено: 02.07.2024

Электроаппаратура представляет собой важное звено в любом современном производстве, и играет важную роль в быту. Посредством электроаппаратуры реализуются все процессы, связанные с управлением электрическим оборудованием.
С целью включения и выключения электрических машин, а также электроприборов и электросетей, а также для осуществления управления функционированием разных электротехнических установок, а также для защиты их всевозможных элементов при нарушении их номинальных режимов работы используется коммутационная электрическая аппаратура, в которую входят:
Выключатели, рассчитанные на низкое и высокое напряжение
Рубильники
Переключатели
Минимальные автоматы и максимальные автоматы
Реостаты
Контроллеры
Реле
Магнитные пускатели
Управляющие кнопки
Аппаратура управления, аппаратура регулирования и аппаратура защиты разделяется по способу своего управления на ручную и на дистанционную аппаратуру, также она разделяется по напряжению электрической сети, в которую они и подключаются.[2]
Целью для данной работы является коммутационно защитная аппаратура.

коммутационно защитная аппаратура

Электроаппаратуру, которая используется как в осветительных, так и в силовых сетях для защитных целей и для управления, можно классифицировать по разным признакам. В зависимости от природы явления, которое находится в основе работы аппаратов, последние можно разделить на:
аппараты ручного управления, к которым принято относить: рубильники и переключатели, выключатели и контроллеры. Принцип работы подобных аппаратов заключается в механическом воздействии на них внешних сил;
электромагнитные аппараты, к которым принято относить: магнитные пускатели и контакторы, а также электромагнитные реле, принцип действия которых основан на электромагнитных силах, которые возникают в процессе работы такого аппарата.

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

коммутационно защитная аппаратура

В зависимости от выполняемых функций аппараты подразделяют на:
коммутационные аппараты, которые предназначены для включения и отключения различных цепей. Коммутационная аппаратура может представлять собой аппаратуру неавтоматического управления (к которой принято относить: рубильники и переключатели, а также магнитные пускатели) и аппаратуру автоматического управления (к которой принято относить: различные реле и контакторы, а также автоматические выключатели);
токоограничивающие и пускорегулирующие аппараты (реостаты и контролеры);
аппараты для защиты электрических цепей (реле защиты и предохранители).
Аппаратура рассчитана для выполнения работы в различном режиме: в длительном, в кратковременном, либо в условиях повторно-кратковременной нагрузки.
Электрические аппараты необходимо различать по ряду следующих признаков:
номинальный ток и номинальное напряжение;
число полюсов (фаз);
род тока (который может быть постоянным или переменным);
вид присоединения (с передним или с задним присоединением проводов);
способ защиты от воздействия со стороны окружающей среды (открытое исполнение, защищенное исполнение, пылезащищенное исполнение)
по другим признакам.[3]
Выключатели и переключатели. Поворотный выключатель необходим для включения и для выключения приемников электрической энергии, рассчитанных на напряжение до 220 Вольт. Простейшим выключателем низкого напряжения, который рассчитан на маленькую мощность, является кнопочный выключатель. Его конструкция включает в себя подвижную и неподвижную части. С целью включения и выключения, а также для переключения электрических цепей с постоянным напряжением до 220 Вольт и с переменным напряжением до 380 Вольт чаще всего используют пакетные выключатели и переключатели.
Пакетные выключатели и переключатели принято разделять на однополюсные, двухполюсные и трехполюсные, их изготовляют для цепей постоянного тока до 400 Ампер и цепей переменного тока до 250 Ампер, и исходя из величины своего предельного тока они в свою очередь имеют различные размеры. Пакетные выключатели и переключатели состоят из переключающего механизма и контактной системы. Контактная система состоит из отдельных контактных секций, которые собраны в пакет.
Каждая секция, которая образует один полюс контактной системы, состоит из изолятора, в пазах которого устанавливаются неподвижные контакты со специальными зажимами, которые предназначены для подключения проводов, подвижных пружинящих контактов, которые размещены на изолированном переключающем валике.
При повороте рукоятки данного валика выполняется коммутация электрических цепей, в которые подключается пакетный выключатель или переключатель.[7]
Рубильники. С целью включения и выключения электрических установок с напряжением до 500 Вольт при токах, которые являются выше 6 Ампер, используются рубильники. Выпускаются однополюсные, двухполюсные и трехполюсные рубильники, которые устанавливаются на щитах. Важными частями у трехполюсного рубильника являются медные ножи, которые поворачиваются на осях, которые в свою очередь укрепляются в неподвижных контактах.
К болтам контактов посредством гаек подключаются провода, идущие от приемника электрической энергии . При замыкании цепи медные ножи входят в промежутки между пружинящими контактами, к зажимам которых подключены провода от электрической сети. Наряду с обычными рубильниками принято использовать рубильники-переключатели, которые часто еще называют перекидными рубильниками.
Переключатели, помимо верхних пружинящих контактов, обладают аналогичным числом нижних контактов. Ножи перекидного рубильника можно соединять как с верхними, так и с нижними контактами для включения различных приемников электроэнергии. В соответствии с правилами по техники безопасности рубильники и переключатели закрываются специальными защитными кожухами.[2]
Автоматические выключатели. Автоматические выключатели (автоматы) необходимы с целью защиты электрооборудования от токов короткого замыкания и перегрузки.
Автоматические выключатели разделяются на два вида:
максимальные автоматы
минимальные автоматы
Такой автомат, который отключает цепь, когда протекающей по ней ток в ней достигает такой величины, которая является большей допустимой, принято называть максимальным автоматом.
Основными частями для максимального автомата являются следующие части:
электромагнит
якорь-защелка
выключатель
Тогда когда электрический ток в цепи автомата находится выше допустимой величины, электромагнит притягивает якорь-защелку. Нож выключателя освобождается и под воздействием пружины автоматически размыкает электрическую цепь, в которую и включен автомат. После этого повторное включение автомата осуществляется вручную.
Такой автомат, который отключает цепь, тогда когда напряжение в ней становится ниже допустимого, принято называть минимальным автоматом. Когда в цепи автомата проходит ток меньше допустимой величины, сердечник электромагнита не может удержать плечо якоря-защелки вертикально.
В результате этого пружина оттягивает якорь от сердечника электромагнита и защелка, поднимаясь вверх, освобождает нож выключателя, который под воздействием пружины разомкнет цепь, которая находится под защитой автомата.
Автоматы можно отрегулировать на определенную величину силу тока, при которой осуществляются отключение. Большим преимуществом автоматов является то, что точность их установки на определенную силу тока значительно больше по своей величине, чем при защите цепей при помощи использования плавких предохранителей.[1]
Плавкие предохранители. Плавким предохранителем принято считать электрический аппарат, который размыкает электрическую цепь посредством расплавления специальной плавкой вставки, которая нагревается током, превышающим его номинальное значение.
Плавкие предохранители необходимы и используются с целью защиты электрических цепей и элементов электрических установок при появлении перегрузок или возникновении коротких замыканий. Самыми распространенными материалами, которые используются для изготовления плавких вставок — это такие металлы как цинк и серебро.
Главными характеристиками для плавких предохранителей являются:
Во-первых, защитные (времятоковые) характеристики
Во-вторых, предельная разрывная способность
Защитной характеристикой предохранителя является зависимость полного времени отключения от тока, который отключается предохранителем. Защитной времятоковой характеристикой определяются:
способность защиты определенного элемента установки от перегрузки;
избирательность (селективность) действия предохранителя в сочетании с действием прочих элементов защиты;
способность отстраиваться от пусковых и пиковых токов защищаемого приемника электрической энергии.
Предельной разрывной способностью предохранителя при данном напряжении считается максимальное значение тока короткого замыкания сети, при котором обеспечивается надежность работы предохранителя. Чем больше будет разрывная способность, тем лучше будут предохранители по уровню своего качества и тем при больших мощностях электроэнергетических установок они смогут использоваться.
Разрывная способность предохранителя состоит в зависимости от быстроты гашения дуги при перегорании плавкой вставки, а при остальных равных условиях она будет тем больше, чем ниже находится времятоковая характеристика предохранителя.[5]
Контактные реле. Контактным реле необходимо называть электрический аппарат автоматического действия, который должен срабатывать при определенных импульсах (на которые он и рассчитан реагировать) и воздействовать своими контактами на электрические цепи. Уставкой реле принято считать такое значение импульса, при достижении которого реле срабатывает (замыкая или размыкая свои контакты).
Релейные элементы очень широко используются в схемах управления и автоматики, так как с их помощью можно:
осуществлять управление большими мощностями на выходе при маломощных входных сигналах;
осуществлять логические операции
создавать релейные устройства, которые характеризуются большой функциональностью
выполнять коммутацию электроцепей
фиксировать отклонения контрольного параметра от заданного уровня
выполнять функции запоминающего элемента и так далее
Контактные реле по принципу своего действия принято разделять на три группы:
электромагнитные контактные реле
индукционные контактные реле
тепловые контактные реле
Электромагнитные реле

Изучение комплекса электронных систем, приборов и устройств, обеспечивающих функционирование двигателя, трансмиссии и ходовой части, автоматизацию рабочих процессов автомобиля. Коммутационная аппаратура (реле, предохранители, разъемы, проводка).

Рубрика	Транспорт
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	01.06.2016
Размер файла	18,0 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Электрооборудование -- совокупность устройств, вырабатывающих, передающих и потребляющих электроэнергию на автомобиле.

Электрооборудование транспортных машин представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных электротехнических и электронных систем, приборов и устройств, обеспечивающих надежное функционирование двигателя, трансмиссии и ходовой части, безопасность движения, автоматизацию рабочих процессов автомобиля и комфортные условия для водителя и пассажиров.

коммутационный электронный двигатель проводка

По принципу работы коммутационная аппаратура делится на контактную и бесконтактную. Бесконтактная аппаратура изготавливается на основе элементов с электронно-дырочной проводимостью и не имеет механических частей. Контактная аппаратура имеет не менее 2-х контактов, группу(пару) или несколько групп (пар) контактов. В группу (пару) контактов входит подвижный и неподвижный контакт. При замыкании подвижный контакт прижимается к неподвижному и цепь замыкается (ток проходит), при размыкании подвижный контакт отходит от неподвижного, между ними появляется зазор - цепь размыкается (ток не проходит ).

Электромагнитные системы аппаратов выполняют основные функции замыкания или размыкания контактов. В состав электромагнитной системы входят катушка, ярмо (неподвижная часть магнитопровода) и якорь (подвижная часть магнитопровода), который механически связан с контактной системой. При подаче напряжения на катушку якорь притягивается к сердечнику, и через кронштейны происходит замыкание или размыкание контактов Контактные соединения предназначены для изменения состояния электрических цепей соединение (замыкание, включение) или разсоединение (размыкание, отключение) и от конструктив- ного исполнения и состояния контактных соединений в основном зависит надежность работы аппарата.

Сопротивление электрического контакта в месте соприкосновения контактных поверхностей называют переходным. Переходное сопротивление значительно больше сопротивления сплошного проводника и зависит от материала, температуры и силы нажатия контактов, формы и состояния контактной поверхности . Для уменьшения переходного сопротивления и повышения износостойкости контакты наиболее ответственных соединений изготовляют из серебра и сплавов серебра с вольфрамом, никелем, кадмием и др. Контакты бывают : замыкающиеся (нормально открытые т.е разомкнутые); размыкающиеся (нормально закрытые т.е замкнутые переключающиеся (комбинированные).

Реле (фр. relais) -- электрическое или электронное устройство (ключ), предназначенное для замыкания или размыкания электрической цепи при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных воздействий.

Часто реле также называют самые различные устройства, замыкающие или размыкающие контакты при изменении некоторой, не обязательно электрической величины. Это, например, устройства, чувствительные к температуре (тепловые реле), освещённости (фотореле), уровню звукового давления (акустические реле) и др. Также, часто реле называют различные таймеры, например, таймер указателя поворота автомобиля, таймеры включения/выключения различных приборов и устройств, например, бытовых приборов (реле времени).

Работа электромагнитных реле основана на использовании электромагнитных сил, возникающих в металлическом сердечнике при прохождении тока по виткам его катушки. Детали реле монтируются на основании и закрываются крышкой. Над сердечником электромагнита установлен подвижный якорь (пластина) с одним или несколькими контактами. Напротив них находятся соответствующие парные неподвижные контакты.

В исходном положении якорь удерживается пружиной. При подаче управляющего сигнала электромагнит притягивает якорь, преодолевая её усилие, и замыкает и/или размыкает контакты в зависимости от конструкции реле. После отключения управляющего напряжения пружина возвращает якорь в исходное положение. В некоторые модели, могут быть встроены электронные элементы. Это резистор, подключенный к обмотке катушки для более чёткого срабатывания реле, или (и) конденсатор, параллельный контактам для снижения искрения и помех или полупроводниковый диод, служащий для блокировки перенапряжений на обмотке реле при его обесточивании вследствие электромагнитной индукции.

Предохранитель - простейшее устройство для защиты электрических цепей и потребителей электрической энергии от перегрузок и токов короткого замыкания. Предохранитель состоит из одной или нескольких плавких вставок, изолирующего корпуса и выводов для присоединения плавкой вставки к электрической цепи. Некоторые предохранители наполняют кварцевым песком для лучшего охлаждения плавкой вставки и гашения дуги; иногда предохранители имеют индикаторы срабатывания. Плоские вставки имеют зауженные участки, которые расплавляются в первую очередь. Предохранитель включается последовательно в электрическую цепь и при расплавлении вставки размыкает её.

Каждый элемент в автомобиле, подключенный и питаемый от электрического источника имеет свою собственную характеристику по питающему его напряжению. Провод, идущий к прибору, соответствует этой цифре, выражаемой в его толщине и материале. Стоит помнить, что при заводской комплектации могут не учитываться те ситуации, когда через один провод кроме штатного значения идет дополнительное питание на внешние элементы - в этой ситуации, надо действовать аккуратно, чтобы не допустить перегрева или даже перегорания провода.

Чтобы избежать критических ситуаций, при которых материал провода начинает разрушаться, нужен определенный контроль, который непосредственно выполняют предохранители. Принцип действия довольно прост - в специально изолирующем пластмассовом материале находится металлическая проволока определенной величины (все зависит от того, на какую силу тока рассчитан предохранитель). Из изоляции также выходят два кончика, которые принимают на себя сигналы. Если положенное значение напряжения превышается, то металлический элемент просто плавится, рассоединяя электрическую схему того или иного прибора. Правда, это не касается соединений с аккумулятором, генератором, стартером и замком зажигания (в целом - это комплекс системы пуска).

На современных автомобилях для снятия предохранителей в комплекте с их блоком обычно идет маленький пластмассовый съемник. Если такового нет, то можно попробовать достать предохранитель руками или другими подручными средствами.

Перед непосредственной работой с блоком предохранителей вначале нужно точно удостовериться в том, какой из них вышел из строя и где он находится. Обычно ответы на эти вопросы можно найти в инструкции по эксплуатации автомобиля или в книге по обслуживанию данной марки.

Обозначив план действий, открываем капот, находим блок предохранителей, аккуратно поднимаем крышку и осматриваем, все что под ней находится. Не должно быть никакой жидкости (это может проявляться, когда крышка неплотно прилегает к корпусу, и вода попадет из внешней среды через сливы в крышке капота). После находим нужный предохранитель (все они распределены по позициям в книге и стоят под номерами), достаем его, убеждается, что именно он перегорел (металлический элемент рассоединен) и устанавливаем новый.

Обязательно стоит помнить, что амперное значение устанавливаемого предохранителя должно быть именно таким же (в крайнем случае, большим), чем у предыдущего аналога. Если значение будет меньшим, то прибор на автомобиле может быстро перегореть сразу после установки, а предохранитель даже и не подумает сработать.

Электрическое соединение совершается путём создания электрического контакта между проводниками. Число контактов определяется назначением разъёма и может составлять от одного до нескольких тысяч.

Корпус разъёмов бывает разборным и не разборным, изготавливается из пластика, резины, керамики, металла и др. В разъёмах с металлическим корпусом обязательно имеется изолятор из пластика или керамики.

Существуют и соединители, содержащие в одной части как штыревые, так и гнездовые контакты. В русскоязычной технической и справочной литературе такие соединители называются гибридами электрического соединителя или, сокращенно, гибридами. В зарубежной литературе такие разъёмы называют гермафродитными (англ. hermaphroditic) или бесполыми (англ. genderless, sexless).

2. Тимофеев Ю.Л. Электрооборудование автомобилей: Устранение и предупреждение неисправностей, 2000г.

3. Набоких В.А. Эксплуатация и ремонт электрооборудования автомобилей и тракторов, 2005г.

4. Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей: учебник для вузов. 2000г.

Подобные документы

Назначение, классификация, устройство и принцип работы трансмиссии автомобиля ВАЗ-2110. Расчет крутящих моментов и частот вращения на всех выходных валах агрегатов трансмиссии и на всех передачах. Основные элементы ходовой части автомобиля ВАЗ-2110.

курсовая работа [2,3 M], добавлен 12.08.2012

Характеристика видов и периодичности технического обслуживания силовых агрегатов. Этапы обслуживания двигателя: замена моторного масла и фильтра, проверка ремней привода навесных агрегатов, высоковольтных проводов. Техническое обслуживание трансмиссии.

курсовая работа [521,6 K], добавлен 20.01.2010

Краткая техническая характеристика автомобиля ВАЗ-21093 (параметры автомобиля). Определение характеристик двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые тягово-скоростные свойства автомобиля и топливную экономичность в заданных условиях эксплуатации.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 01.03.2010

Технологические процессы диагностики и ремонта передней подвески автомобиля. Определение годового объема работ СТОА. Расчет численности производственных рабочих, необходимого количества постов; подбор оборудования. Планировочное решение участка, зоны.

курсовая работа [774,6 K], добавлен 18.11.2014

Общее устройство автомобиля и назначение его основных частей. Рабочий цикл двигателя, параметры его работы и устройство механизмов и систем. Агрегаты силовой передачи, ходовой части и подвески, электрооборудования, рулевого управления, тормозной системы.

В мире ужесточаются требования по экологической чистоте оборудования, и решения, которые раньше считались приемлемыми, сегодня подвергаются пересмотру. Во многих случаях задача обеспечения экологической чистоты выходит на первый план.
Наконец, следует отметить в числе важных задач снижение энергопотребления коммутационных аппаратов. Эта соответствует тем серьезным усилиям, которые предпринимаются в мире в части энергосбережения.
Цель работы – изучить сущность и назначение коммутационных и защитных аппаратов высокого напряжения, их виды и характеристики.

Содержание работы

Введение……………………………………………………………………………. 3
1. Коммутационные и защитные аппараты. Назначение и классификация……. 4
2. Условия работы аппаратов высокого напряжения и общие требования, предъявляемые к ним………………………………………………………………..6
3. Выключатели высокого напряжения:……………………………………………7
3.1. Воздушные выключатели…………………………………………………. 10
3.2. Элегазовые выключатели…………………………………………………….12
3.3. Масляные выключатели ……………………………………………………. 14
3.4. Электромагнитные выключатели…………………………………………….16
3.5. Вакуумные выключатели……………………………………………………..17
4. Защитные и токоограничивающие аппараты………………………………….19
Заключение..………………………………………………………………………. 21
Список использованных источников ……………………………

Файлы: 1 файл

реферат .doc

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

1. Коммутационные и защитные аппараты. Назначение и классификация……. 4

2. Условия работы аппаратов высокого напряжения и общие требования, предъявляемые к ним…………………………… …………………………………..6

3. Выключатели высокого напряжения:……………………………………………7

3.1. Воздушные выключатели……………………… …………………………. 10

3.2. Элегазовые выключатели…………………… ……………………………….12

3.3. Масляные выключатели ……………………… ……………………………. 14

3.4. Электромагнитные выключатели……………………………………………. 16

4. Защитные и токоограничивающие аппараты………………………………….19

Список использованных источников ……………………………………………..22

Будущее коммутационной аппаратуры высокого напряжения связано с решением двух основных проблем – поиском новых высокоэффективных технических решений и вытеснением из эксплуатации устаревших (и экономически невыгодных) аппаратов. Решение обеих проблем требует больших финансовых затрат и времени, что и определяет скорость решения этих проблем.

Одна из основных задач в области коммутационной аппаратуры – повышение ее надежности. В мире регулярно проводится анализ отказов аппаратов. В Исследовательском комитете А3 СИГРЭ функционирует рабочая группа по изучению надежности оборудования высокого напряжения. Надежность оборудования зависит как от своевременной разработки аппаратов новых поколений, так и от своевременной замены устаревших аппаратов в эксплуатации.

Другая важная задача – снижение весогабаритных характеристик и материалоемкости аппаратов, уменьшение их числа за счет использования прогрессивных технических решений. При этом выполнение этой задачи не должно приводить к снижению надежности оборудования.
К важным можно отнести и задачу снижения эксплуатационных затрат, создания практически необслуживаемого в течение всего срока службы оборудования.

Цель работы – изучить сущность и назначение коммутационных и защитных аппаратов высокого напряжения, их виды и характеристики.

1.КОММУТАЦИОННЫЕ И ЗАЩИТНЫЕ АППАРАТЫ. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ

По функциональному признаку электрические аппараты высокого напряжения (АВН) подразделяются на следующие виды:

1) коммутационные аппараты (выключатели, разъединители, короткозамыкатели, отделители);

2) защитные и ограничивающие аппараты (предохранители, токоограничивающие реакторы, разрядники, нелинейные ограничители перенапряжений);

3) комплектные распределительные устройства (КРУ).

Коммутационные аппараты используются для формирования необходимых схем передачи энергии от ее источника (электростанции) к потребителю. [1]

Выключатели предназначены для оперативной и аварийной коммутации в энергосистемах, т.е. выполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном или автоматическом управлении. Во включенном состоянии выключатели должны беспрепятственно пропускать токи нагрузки. Характер режима работы этих аппаратов несколько необычен: нормальным для них считается как включенное состояние, когда они обтекаются током нагрузки, так и отключенное, при котором они обеспечивают необходимую электрическую изоляцию между разомкнутыми участками цепи. Коммутация цепи, осуществляемая при переключении выключателя из одного положения в другое, производится нерегулярно, время от времени, а выполнение им специфических требований по отключению возникающего в цепи короткого замыкания чрезвычайно редко. Выключатели должны надежно выполнять свои функции в течение срока службы (25 лет), находясь в любом из указанных состояний, и одновременно быть всегда готовыми к мгновенному эффективному выполнению любых коммутационных операций, часто после длительного пребывания в неподвижном состоянии. Отсюда следует, что они должны иметь очень высокий коэффициент готовности: при малой продолжительности процессов коммутации (несколько минут в год) должна быть обеспечена постоянная готовность к осуществлению коммутаций.

Секционные выключатели применяются в сборных шинах. В распределительных устройствах (РУ) электростанций секционные выключатели при нормальной работе обычно замкнуты. Они должны автоматически отключаться только при повреждении в зоне сборных шин. Вместе с ними должны отключаться и другие выключатели поврежденной секции. Таким образом, поврежденная секция РУ будет отключена, а остальная часть останется в работе. [4]

Разъединители применяются для коммутации обесточенных при помощи выключателей участков токоведущих систем, для переключения РУ с одной ветви на другую, а также для отделения на время ревизии или ремонта силового электротехнического оборудования и создания безопасных условий от смежных частей линии, находящихся под напряжением. Разъединители способны размыкать электрическую цепь только при отсутствии в ней тока или при весьма малом токе. В отличие от выключателей разъединители в отключенном состоянии образуют видимый разрыв цепи. После отключения разъединителей с обеих сторон объекта, например выключателя или трансформатора, они должны заземляться с обеих сторон либо при помощи переносных заземлителей, либо специальных заземляющих ножей, встраиваемых в конструкцию разъединителя.

Отделитель служит для отключения обесточенной цепи высокого напряжения за малое время (не более 0,1 с). Он подобен разъединителю, но снабжен быстродействующим приводом.

Короткозамыкатель служит для создания искусственного короткого замыкания (КЗ) в цепи высокого напряжения. Конструкция его подобна конструкции заземляющего устройства разъединителя, но снабженного быстродействующим приводом. [2]

Короткозамыкатели и отделители устанавливаются на стороне высшего напряжения РУ малоответственных потребителей, когда в целях экономии площади и стоимости РУ выключатели предусмотрены только на стороне низшего напряжения.

Ограничивающие аппараты подразделяются на аппараты ограничения тока и напряжения.

К токоограничивающим аппаратам относятся предохранители и реакторы высокого напряжения. Плавкие предохранители предназначены для защиты силовых трансформаторов и измерительных трансформаторов напряжения, воздушных и кабельных линий, конденсаторов.

Токоограничивающие реакторы представляют собой катушку индуктивности без стали и служат для ограничения тока короткого замыкания (КЗ) и поддержания напряжения на сборных шинах РУ. Применение их позволяет существенно снизить требования к выключателям по электродинамической, термической стойкости и отключающей способности в сетях с реакторами по сравнению с аналогичными сетями, не защищенными реакторами.

В качестве ограничителей грозовых и внутренних перенапряжений используются разрядники и ограничители перенапряжения. Они должны быть установлены вблизи силовых повышающих трансформаторов и вводов воздушных линий в РУ. Они позволяют снизить требования к прочности электрической изоляции аппаратов и оборудования РУ, уменьшить габаритные размеры электрической установки и значительно снизить ее стоимость.

2.УСЛОВИЯ РАБОТЫ АППАРАТОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ

Аппараты высокого напряжения могут устанавливаться как внутри помещения, так и на открытых распределительных устройствах (ОРУ). Условия работы при этом значительно различаются, и это находит отражение в их конструктивных особенностях. Во время эксплуатации аппараты ОРУ подвергаются воздействию окружающей среды. Эти воздействия особенно вредно сказываются на состоянии изоляции аппаратов. Поэтому все аппараты ОРУ рассчитываются на воздействие гололеда, ветра и загрязнений.

Загрязнения и периодические увлажнения изоляции АВН требуют соответствующего развития поверхности изоляторов. Для изоляторов наружной установки предусмотрены три исполнения в зависимости от длины пути тока утечки: категория I — 1,67 см/кВ, категория II — 2,5 см/кВ, категория III — 3,5 см/кВ. Согласно этим нормам допустимая длина утечки соответствует удельной длине утечки — длине, отнесенной к 1 кВ наибольшего рабочего линейного напряжения. Для аппаратов внутренней установки длина пути утечки не нормируется. [3]

Аппараты внешней установки оказываются под воздействием коммутационных перенапряжений, зависящих от вида коммутации, типа выключателя, параметров электрической сети и грозовых импульсов, возникающих при воздействии грозовых разрядов на электрическую сеть. Природа происхождения перенапряжений определяет специфическую форму импульса перенапряжений. Так, грозовой импульс имеет обозначение 1,2/50 мкс, что означает крутизну фронта импульса 1,2 ± 0,3 мкс при общей длительности 50 ± 10 мкс. Коммутационные перенапряжения имитируются апериодическим импульсом с длительностью фронта tф = 250 ± 50 мкс и длительностью полуспада tпсп = 2500 ± 1500 мкс.

Среди основных параметров выключателей высокого напряжения следует выделить группу номинальных параметров, присущих всем типам выключателей и определяющих условия их работы.

К основным номинальным параметрам выключателей в соответствии с рекомендациями Международной электротехнической комиссии (МЭК) относятся: номинальное напряжение Uном; наибольшее рабочее напряжение Uн.р; номинальный уровень изоляции в киловольтах; номинальная частота ном; номинальный ток Iном; номинальный ток отключения Iо.ном; номинальный ток включения Iв.ном; номинальное переходное восстанавливающееся напряжение (ПВН) при КЗ на выводах выключателя; номинальные параметры при неудаленных КЗ; номинальная длительность КЗ; номинальная последовательность операций (номинальные циклы); нормированные показатели надежности и др. [8]

К параметрам, характерным для воздушных выключателей, следует отнести номинальное давление и расход воздуха, необходимые для проведения операций включения и отключения, нижний предел давления для производства отдельных операций.

Рассмотрим некоторые наиболее важные параметры. Номинальное напряжение Uном (линейное) — это базисное напряжение из стандартизованного ряда напряжений, определяющее уровень изоляции сети и электрического оборудования. Действительные напряжения в различных точках системы могут отличаться от номинального, однако они не должны превышать наибольшие рабочие напряжения (номинальное напряжение по МЭК), установленные для продолжительной работы. Номинальные напряжения выключателей соответствуют классам напряжения (Приложение 1).

Номинальный уровень изоляции выключателя характеризуется значениями испытательных напряжений, воздействующих на основную изоляцию выключателя.

Номинальный ток — действующее значение наибольшего тока, допустимого по условиям нагрева токоведущих частей выключателя в продолжительном режиме, принимающее следующие значения: 200; 400; 600; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000; 12 500; 16 000; 20 000; 25 000; 31 500 А.

Коммутационная отключающая способность выключателя характеризуется номинальным током отключения Iо.ном, который может отключить выключатель при наибольшем рабочем напряжении и нормированных условиях восстановления напряжения. Ток отключения характеризуется действующим значением его периодической составляющей Iо.п, отнесенной к моменту возникновения дуги (момент размыкания дугогасительных контактов) и называемой номинальным током отключения Iо.ном (2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 35,5; 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250 кА), а также нормированным процентным содержанием bн апериодической составляющей, равным отношению апериодической составляющей ia тока отключения к амплитуде периодической составляющей ( Iо.п = Iо.ном) того же тока в момент размыкания дугогасительных контактов. Ток отключения выключателя определяется суммой периодической и апериодической составляющих:

Номинальный ток включения Iв.ном — наибольший ток, который выключатель может включить при наибольшем рабочем напряжении. При возникновении КЗ в цепи за время около 10 мс ток достигает своего максимального значения, называемого ударным током КЗ. Поэтому номинальный ток включения должен быть не менее ударного тока КЗ из условия возможности включения на существующее КЗ в цепи [в режиме автоматического повторного включения (АПВ)]. [9]

Номинальная длительность тока КЗ характеризуется способностью выключателя выдерживать во включенном положении без повреждений ток электродинамической стойкости (ударный ток) iуд = 2,55 Iо.ном и ток термической стойкости Iт = Iо.ном. Время протекания тока Iт составляет 1 или 2 с для выключателей при Uном > 330 кВ и 1 или 3 с для выключателей при Uном > 220 кВ.

Название работы: Коммутационная аппаратура

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Аппаратура предназначенная для изменения состояния электрической сети по алгоритму: ток проходит не проходит или аппаратура включена выключена или электрических потребителей по алгоритму: работают не работают лампа горит не горит. По принципу работы коммутационная аппаратура делится на контактную и бесконтактную.

Дата добавления: 2014-09-21

Размер файла: 35 KB

Работу скачали: 73 чел.

По принципу работы коммутационная аппаратура делится на контактную и бесконтактную .

Бесконтактная аппаратура изготавливается на основе элементов с электронно-дырочной проводимостью и не имеет механических частей .

Контактная аппаратура имеет не менее 2-х контактов , группу(пару) или несколько групп (пар) контактов .В группу (пару) контактов входит подвижный и неподвижный контакт . При замыкании подвижный контакт прижимается к неподвижному и цепь замыкается (ток проходит) , при размыкании подвижный контакт отходит от неподвижного , между ними появляется зазор цепь размыкается(ток не проходит ).

По назначению коммутационная аппаратура делится на две группы : непосредственного и дистанционного включения .

Аппаратура непосредственного включения электрических цепей -это выключатели, переключатели, кнопки, рубильники. Эту аппаратуру приводит в действие непосредственно обслуживающий персонал с помощью собственной мускульной силы. Размещена аппаратура в служебных помещениях на распределительных щитах и панелях ,а ещё эта аппаратура делится на аппаратуру с фиксацией и без фиксации положения .

К аппаратам без фиксации положения относятся кнопки и некоторые виды выключателей .

Аппаратура, служащая для дистанционного включения, выключения или переключения электрических цепей (контакторы ,магнитные пускатели и реле); аппараты этой группы приводятся в действие при помощи кнопок, выключателей, датчиков или защитной аппаратуры и могут быть установлены на значительном расстоянии от служебных помещений, там где это удобно, из условий монтажа соответствующих электрических цепей.

Основными узлами аппаратов являются контактные соединения , дугогасительные устройства, электромагнитная система .

Контактные соединения предназначены для изменения состояния электрических цепей соединение (замыкание,включение) или разсоединение (размыкание,отключение) и от конструктив- ного исполнения и состояния контактных соединений в основном зависит надежность работы аппарата . Сопротивление электрического контакта в месте соприкосновения контактных поверхностей называют переходным. Переходное сопротивление значительно больше сопротивления сплошного проводника и зависит от материала, температуры и силы нажатия контактов, формы и состояния контактной поверхности . Для уменьшения переходного сопротивления и повышения износостойкости контакты наиболее ответственных соединений изготовляют из серебра и сплавов серебра с вольфрамом, никелем, кадмием и др.

Нормально отрытые или закрытые относятся к состоянию коммутационной электроаппаратуры .

По ГОСТ 2.725-75 коммутирующие устройства на схемах должны изображаться в отключённом состоянии , т.е при отсутствии тока во всех цепях схемы , соответственно при отсутствии воздействия принудительных сил , воздействующих на подвижные части аппаратуры . ( Кнопка не нажата и через катушку привода ток не проходит ). По назначению контакты делятся на основные (силовые) и вспомогательные( блокировочные ) ,

а по действию делятся на подвижные и неподвижные .

Дугогасительные устройства электрических аппаратов предназначены для защиты контактных соединений от действия электрической дуги , возникающей между контактами при их размыка нии . Существуют несколько способов гашения электрической дуги. В аппаратах, в которых при размыкании контактов возникают сравнительно небольшие дуговые разряды, контакты шунтируют конденсаторами, которые отбирают часть энергии дугового разряда на заряд.

К аппаратуре защиты относятся различного рода реле, автоматические выключатели и предохранители.

Автоматическим выключателем (автоматом) называется электрический коммутационно-защитный аппарат с высокой коммутационной способностью, предназначенный для автоматического размыкания электрических цепей при аварийных ситуациях, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей при нормальных условиях работы.

Для более частых оперативных включений-отключений электрических цепей разработаны коммутационно-защитные аппараты (типа АКЗ), обладающие повышенной коммутационной способностью.

Автоматы, срабатывающие при токах короткого замыкания без выдержки времени и встроенные в пластмассовый защитный корпус, называются неселективными (установочными). Автоматы с выдержкой времени при отключении токов короткого замыкания называются селективными.

Расцепители в автоматах контролируют величину соответствующего параметра защищаемой цепи и дают сигнал на отключение автомата, когда эта величина достигнет заданного значения, называемого уставкой (ток срабатывания, напряжение срабатывания и т. д.),

электромагнитными, срабатывающими мгновенно при токах, превышающих номинальный ток уставки от 2 до 20 раз (защита от токов короткого замыкания);
тепловыми, срабатывающими при токах, составляющих от 1,25 до 1,8 номинального тока расцепителя (защита от перегрузок);
комбинированными, состоящими из электромагнитных и тепловых элементов.

Автоматы наряду с ручным могут снабжаться дистанционным электромеханическим приводом, электродвигательным в автоматах серий АМ и А3100.

В судовых автоматах используется механизм моментного включения и отключения, когда замыкание и размыкание контактов осуществляется с постоянной скоростью, не зависящей от частоты вращения рукоятки.

Основными характеристиками автоматов являются: защитная (время-токовая) характеристика, предельная коммутационная способность, термическая устойчивость, электродинамическая устойчивость, механическая и электрическая износоустойчивость.

Защитной характеристикой автомата называют зависимость полного времени от момента возникновения тока короткого замыкания до момента срабатывания расцепителя от силы тока, проходящего через расцепитель, или кратности этого тока по отношению к номинальному току расцепителя. Защитные характеристики автоматов определяются наличием тепловых, электромагнитных или комбинированных расцепителей, а также селективной пристройкой замедлителя расцепления.

По особенностям защитных характеристик различают автоматы мгновенного действия с зависимой выдержкой времени при перегрузках и мгновенным отключением при коротких замыканиях.

Установочный автомат снабжен тепловым и электромагнитным разделителями, работающими независимо друг от друга.

При токах нагрузки, меньших по сравнению с током уставки электромагнитного расцепителя, работает только тепловой расцепитель, так как уставка электромагнитного расцепителя больше уставки теплового расцепителя. При токах нагрузки, превышающих уставку электромагнитного расцепителя, работает только электромагнитный расцепитель, так как тепловой расцепитель имеет при этих токах большее время срабатывания. При работе электромагнитного расцепителя полное время срабатывания автомата мало, и это является весьма ценным его качеством.
Большая скорость срабатывания установочных автоматов, примерно одинаковая для всех аппаратов этого типа, ограничивает селективность их работы. Селективность действия двух установочных автоматов возможна лишь в пределах уставок их электромагнитных расцепителей.

В селективных автоматах, снабженных замедлителями расцепления, время срабатывания автомата увеличивается на время срабатывания замедлителя.

Предельная коммутационная способность автомата — это наибольшее значение тока, который электрический аппарат способен отключить без повреждений и включить без сваривания контактов.

Термическая устойчивость — наибольшее значение тока, который электрический аппарат способен пропустить в течение короткого промежутка времени без порчи изоляции и токоведущих частей. Термическая устойчивость количественно может характеризоваться также произведением квадрат силы тока на время протекания тока пропорциональным количеству выделенного тепла.

Электродинамическая устойчивость — наибольшее значение тока (ударный ток), который электрический аппарат способен выдержать в течение короткого промежутка времени без механических повреждений.

Механическая и электрическая износостойкость — количество коммутационных циклов включение — отключение с заданными интервалом между циклами и способами включения и отключения, которое аппарат способен выдержать без повреждений.

Контактором называется электромагнитный аппарат дистанционного действия, предназначенный для частых включений и отключений электрических цепей при нормальных режимах работы.

В зависимости от условий применения контакторы устанавливаются в пускателях, станциях управления, распределительных щитах или используются в виде отдельных аппаратов, смонтированных в ящиках.

Контакторы, имеющие выдержку времени перед отключением или включением, называются таймтакторами.

предельной разрывной способностью — наибольшим током, который контактор способен отключить без электрических и механических повреждений;
критической разрывной способностью — наименьшим током, который контактор способен отключить без затяжки дуги (у современных контакторов морского исполнения переменного и постоянного тока при двухполюсном разрыве критическая разрывная способность не ограничивается, т. е. они способны, как правило, отключать все токи до нуля);
предельной способностью включения — наибольшим пиком тока, который контактор способен включить без приваривания контактов;
электродинамической и термической устойчивостью — наибольшим пиком тока, который заранее включенный аппарат может выдержать в течение заданного времени, оставаясь в полной исправности.

напряжение втягивания — наименьшее напряжение на катушке, при котором происходит включение контактора без остановки или задержки подвижной системы в промежуточном положении. Это напряжение составляет 85% номинального. У контакторов постоянного тока в морском исполнении напряжение втягивания составляет 80% номинального;
напряжение удержания — наименьшее напряжение на катушке, при котором якорь электромагнита контактора удерживается в полностью притянутом положении. Напряжение удержания составляет 70% номинального;
напряжение отпадания — наибольшее напряжение на' катушке, при котором происходит полное отпадание якоря электромагнита. Рекомендуемое значение напряжения отпадания — не более 60% номинального. Практически оно может составлять 3—5% номинального;
коэффициент возврата, представляющий собой отношение напряжения отпадания якоря к напряжению втягивания;
собственное время срабатывания, к которому относится собственное время втягивания, отпадания, замыкания и размыкания.

Собственное время отпадания — это время от начала прекращения питания втягивающей или удерживающей катушки при номинальном режиме контактора до момента полного отпадания якоря электромагнита.

Собственное время замыкания для контактора с замыкающими контактами — это время от момента замыкания цепи втягивающей катушки до момента первого касания замыкающего контакта контактора.

Собственное время замыкания для контактора с размыкающими контакторами — это время от момента начала прекращения питания втягивающей катушки до момента первого касания размыкающего контакта контактора.

Собственное время размыкания для контактора с замыкающими главными контактами — это время от момента размыкания цепи втягивающей катушки Д) момента появления напряжения между подвижными и неподвижными контактами, обусловленного их расхождением.

Собственное время размыкания для контактора с размыкающими контактами — это время от момента замыкания цепи втягивающей катушки до момента появления напряжения между подвижными и неподвижными контактами, обусловленного их расхождением.

Износостойкость контакторов характеризуется числом включений — отключений (циклов) и наибольшей допустимой частотой включений.

Пакетные выключатели и переключатели — это коммутационные аппараты ручного управления, состоящие из собранных в пакеты секций (с контактами), предназначенные для включений, выключений и переключений цепей постоянного и переменного тока.
Пакетные выключатели и переключатели могут быть с контактами ножевого и мостикового (кулачкового) типов.

Пакетные выключатели и переключатели по количеству полюсов разделяются на двух и трехполюсные; изготовляются на номинальные токи от 10 до 400 А; могут иметь открытое, защищенное и герметическое исполнения корпуса. Переключатели выполняются на два или три направления.

Рубильником, рубящим переключателем называют электрический аппарат с ручным приводом, предназначенный для коммутации электрических цепей под током. Рубильники выполняют функцию замыкания — размыкания цепей, а рубящие переключатели — еще и функцию переключения цепей.

Разъединителем называют электрический аппарат с ручным приводом, предназначенный для коммутации обесточенных электрических цепей.

Рубильники кроме главных ножей имеют также разрывные (моментные) ножи, которые обеспечивают достаточную скорость отключения, не зависящую от скорости движения руки оператора, и предохраняют главные контакты от разрушающего действия дуги.

Моментные ножи выполняются облегченной конструкции, так как они бывают нагружены кратковременно. Рубильники и переключатели на токи 600 А и выше изготовляются без моментных ножей — с медно-графитовыми (разрывными) контактами.

Для повышения предельного отключаемого тока рубильники и переключатели снабжаются дугогасительными камерами с дугогасительной решеткой. Разъединители не имеют моментных ножей и дугогасительных камер. Рубильника и переключатели могут снабжаться замыкающими и размыкающими блок-контактами. приводимыми в действие одновременно с контактными ножами.

Универсальным переключателем называется коммутационное устройство, служащее для ручного управления включением или переключением цепей в электрических установках.
Переключатель набирается из отдельных секций, состоящих из двух подвижных контактов и трех шайб, из которых две предназначены для включения двух подвижных контактов и одна — для их отключения. При большом числе кулачковых шайб с разным профилем и разной конфигурацией возможен набор многочисленных схем включения контактов. Очередность и порядок включения отдельных контактов определяются схемой расположения шайб.

Основными характеристиками универсальных переключателей являются: коммутационная способность, характеризуемая предельным током отключения при данной длительности нагрузки; механическая износостойкость, определяемая предельным числом включений обесточенного аппарата; перегрузочная способность, характеризуемая допустимым током перегрузки в течение определенного промежутка времени.

Плавким предохранителем называют электрический аппарат, размыкающий электрическую цепь путем расплавления плавкой вставки, нагретой током, превышающим заданное значение.

Плавкие предохранители предназначаются для защиты электрических цепей и элементов электроустановок при возникновении перегрузок или коротких замыканий. Наиболее распространенные материалы плавких вставок — цинк и серебро.

Основными характеристиками плавких предохранителей являются защитные (время-токовые) характеристики и предельная разрывная способность.

Защитной характеристикой предохранителя называется зависимость полного времени отключения (продолжительность гашения дуги) от тока, отключенного предохранителем.

Защитной время-токовой характеристикой предохранителя определяется: способность защищать элемент установки от перегрузок; избирательность (селективность) действия предохранителя в совокупности с действием других элементов защиты; способность отстраиваться от пусковых и пиковых токов защищаемого приемника электроэнергии.

Время плавления плавких вставок, рассчитанных на токи с одинаковыми номинальными значениями, при одних и тех же токах перегрузки получается разным. Это объясняется тем, что всегда имеет место так называемый разброс характеристик предохранителей. Разброс вызван главным образом неизбежными при изготовлении плавких вставок производственными допусками. Относительно широкая зона разброса характеристик предохранителей вынуждает выбирать сечения плавких вставок с запасом во избежание перегорания их при номинальных значениях токов. Благодаря этому перегорание плавких вставок может происходить при значениях токов перегрузки, во много раз превышающих номинальные значения токов плавкой вставки. Вследствие этого предохранители не могут обеспечить надежную защиту элементов электрического оборудования при относительно небольших перегрузках, что является их недостатком. Селективность защиты обеспечивается предохранителями при последовательной установке их с разницей на две-три ступени шкалы номинальных токов плавких вставок.

Предельной разрывной способностью предохранителя при данном напряжении называется наибольшее значение тока короткого замыкания сети, при котором гарантируется надежность работы предохранителя. Чем выше разрывная способность, тем лучше качество предохранителей и тем при больших мощностях электроэнергетических установок они могут применяться.

Разрывная способность предохранителя зависит от быстроты гашения дуги при перегорании плавкой вставки, и при прочих равных условиях она тем больше, чем ниже лежит время-токовая характеристика предохранителя.

Контактным реле называется электрический аппарат автоматического действия, срабатывающий при определенных импульсах, на которые он предназначен реагировать, и воздействующий при этом своими контактами на электрические цепи.

Уставкой реле называется значение импульса, при котором реле срабатывает (т. е, замыкает или размыкает свои контакты).

Контактные реле по принципу действия можно разбить на три группы: электромагнитные, индукционные и тепловые.

Читайте также: