ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Примеры методических указаний для проведения лабораторно-практических занятий

Лабораторно-практическое занятие №7 Проверка состояния электромагнитных пускателей и контакторов (состояние главных и блокировочных контакторов, изолировочных деталей). Выбор электромагнитных пускателей.Цель. Познакомить учащихся с устройством и нау­чить проверять и устанавливать нереверсивный магнит­ный пускатель. Материально-техническое оснащение. 1. Нереверсив­ный магнитный пускатель ПМЕ — 1 шт. 2. Двухкнопочная станция управления — 1 шт. 3. Омметр — 1 шт. 4. Отвертка, изоляционная лента, плакат с устройством магнитного пускателя. Описание работы.Магнитный пускатель — электри­ческий аппарат, предназначенный для пуска, остановки и защиты электрических двигателей и коммутации дру­гих силовых цепей. Обычно магнитные пускатели ис­пользуют для дистанционного управления электродвига­телем. Магнитный пускатель, который позволяет включать электродвигатель лишь в одном направлении вращения, называется нереверсивным, В конструктивном отноше­нии пускатель — электрический аппарат, контакты кото­рого удерживаются в замкнутом состоянии с помощью электромагнита и размыкаются при исчезновении или понижении напряжения на зажимах его обмотки. Нереверсивные магнитные пускатели ПМЕ-112, ПМЕ-122, ПМЕ-132,ПМЕ-212,ПМЕ-222, ПМЕ-232 и дру­гие имеют тепловое реле ТРН-10, которое обеспечивает защиту электродвигателя от тока перегрузки, а неревер­сивные пускатели ПМЕ-111, ПМЕ-121, ПМЕ-131, ПМЕ-211, ПМЕ-221, ПМЕ-231 внутренних соединений и тепловых реле не имеют. Тип магнитного пускателя обозначают сочетанием букв и цифр. Буквы указывают на серию магнитного пускателя. Цифровая маркировка пускателя означает: первая цифра — габарит, вторая — исполнение (откры­тое — цифра 1, а защищенное — 2), третья — наличие или отсутствие возможности реверса (изменение направ­ления вращения) и наличие теплового реле (на неревер­сивный—указывает цифра 1 или 2, на реверсивный — 3 или 4 и если имеет пускатель тепловое реле — цифра 2 или 4, если нет, то цифра — 1 или 3). В обозначении типа магнитных пускателей серии ПАЕ указывается только габарит (например, ПАЕ-300, ПАЕ-400). Выбирают магнитный пускатель, исходя из номи­нального тока, номинального напряжения и условий эксплуатации, а также по необходимости реверсирова­ния и тепловой защиты (приложение 7). Для дистанционного управления асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями, а также для защиты их от перегрузки при наличии теплового реле применяют магнитные пускатели. Контактор представляет собой низковольтный электрический аппарат, предназначенный для дистанционного и автоматического оперативного управления электрическими цепями и приемниками электрической энергии. Контакторы      типа      КТ      (КТ-35, КТ-60)      являются      основным аппаратом станций управления (контактные станции) Они нашли широкое применение в схемах трансформаторных подстанций и городских сетей и промышленных предприятий (например, станции управления ПЭВ-8701, ПДУ-8301 и др.), распределительных щитов напряжением 380/220 В,   административных и других зданий требующих автоматического резервирования, управления электродвигателями. Контактор  КТ-35   состоит  из    панели, на которой смонтирован      электромагнит, неподвижные контакты, дугогасительная камера и вал, вращающийся в подшипниках. На  изолированной  части  вала    укреплены    подвижные    контакты    и мостиковые    блок-контакты, а на неизолированной - якорь электромагнитной  системы  и  электромеханическая  защелка. Основные параметры срабатывания электрического контакта КТ-35 - величины раствора и провала, начального и конечного нажатий контактов. Эти величины проверяют после завершения монтажа и установки контактора и окончательной регулировки его контактов в соответствии с техническими данными. При проверке контактной системы необходимо иметь в виду, что  к  каждому    типу    аппаратa    заводом-изготовителем прилагается инструкция       (технический      паспорт), в которой принципиальная    и    рабочая    схема    аппарата, а также указания. Раствор    контактов -  кратчайшее  расстояние между неподвижным  и  подвижным  контактами  при  их    разомкнутом положении. Провал  контактов – расстояние,   на  которое    может сместиться место  касания  подвижного    контакта    с    неподвижным    из полного  замыкания,  если  неподвижный    контакт будет    удален. Для определения  провала  ограничиваются  проверкой зазора,  который образуется   между    пластиной, на которой укреплен подвижный контакт, и скобой    контактодержателя   при  замкнутом  положении контактов. Начальное    нажатие  -   усилие,  которое создает    контактная пружина  в  точке  первоначального  касания  контакта. Конечное нажатие - усилие,  которое создает  контактная пружина  в точке  конечного касания контактов, т.е. характеризует давление контактов при включенном аппарате. Нагревательные элементы теплового реле включаются в две фазы, а его размыкающие контакты КК — в цепь управления пус­кателя КМ. Особенностью магнитного пускателя является то, что при снижении напряжения сети на 40% от номинального магнит­ный пускатель отключается, чем защищает электродвигатель или другой приемник от работы на пониженном напряжении. Последовательность выполнения 1. Изучить литературу и описание работы. 2. Определить тип магнитного пускателя (приложе­ние 7) и паспортные данные внести в таблицу. 3. Ознакомиться с устройством основных частей не­реверсивного магнитного  пускателя  и  двухкнопочной станции. 4. Проверить целостность и состояние всех деталей и

узлов пускателя: затяжку винтов, подвижную систему, которая должна перемещаться без заеданий и затира­ний и надежно возвращаться в конечное положение при рабочем положении пускателя, убедиться в плотности прилегания шлифованной поверхности сердечника электромагнита. 5. Проверить состояние главных контактов и блок-контактов и, если требуется, произвести чистку контак­тов от пыли, грязи, нагара. 6. Определить воздушный зазор в среднем керне маг­нитной системы и при его величине менее 0,05 мм вос­становить до величины 0,2—0,25 мм для предотвраще­ния гудения и залипания. 7. Проверить с помощью омметра целостность обмот­ки; если она повреждена, заменить на новую. 8.При разборке и сборке пускателя якорь и сердеч­ник магнитной системы установить в том положении, которое было до разборки, что также необходимо и для устранения гудения. 9. Разобрать двухкнопочную станцию управления, изучить ее устройство, очистить, отрегулировать контак­ты и собрать кнопку. 10. Установить магнитный пускатель вертикально на монтажном щите, соблюдая последовательность и тре­бования монтажа. 11. Изучить устройство, схему включения и взаимодействие элементов магнитного пускателя. Практически проверить, при каком напряжении магнитный пускатель работает нормально, при каком ненормально, при каком напряжении не включается, при каком самоотключается. 12. Собрать поочередно схемы 1, 2, 3 и дать на проверку

преподавателю.  При правильной сборке  схемы  1   и нажатии на кнопку «Пуск» магнитный пускатель должен включиться без за­держки и гудения.

13. Собрать схему 2 и, плавно регулируя напряжение с по­мощью ЛАТР-2М, по вольтметру,  встроенному в ЛАТР, опреде­лить, при каком напряжении магнитный пускатель включается, затем, уменьшая напряжение, определить, при какой его величи­не самоотключается и при каком напряжении невозможен пуск.

   Рис.1. Электрические схемы: 1 — схема включения магнитного пускателя; 2 — схема включения магнитного пускателя через ЛАТР; 3 — схема включения электродвигателя через реверсивный пускатель. 14. Собрать схему 3. Для включения электродвигателя по схеме 3 с вращением в одну сторону нажимают кнопку SВС1 и ее контакт SВС1:1 в цепи катушки контактора КМ1 замкнется, а контакт SВC1:2 в цепи катушки контактора КМ2 разомкнется. Контактор КМ1 срабатывает и включает электродвигатель М. При срабатывании контактора КМ1 замыкается его вспомога­тельный контакт КМ1:1, шунтируя контакт SВС1:1  кнопки включения SВС1, в результате чего при отпускании этой кнопки контактор КМ1 и электрический двигатель М остаются во вклю­ченном состоянии. Для включения электрического двигателя с вращением в другую сторону нажимают кнопку SВС2 и ее контакт SВС2:1 в цепи катушки контактора КМ2 замкнется, а контакт SВC2:2  в цепи катушки контактора КМ1 разомкнется. Контактор КМ2 при этом срабатывает, электродвигатель включается и начинает вращаться, но в другую сторону, поскольку чередование фаз, подво­димых к его обмотке, изменяется; к выводам С1, С2, СЗ подводятся соответственно фазы СВА (в первом случае подводились фазы АВС). Для отключения электрического двигателя нажимают кноп­ку SВТ, разрывая тем самым цепь, в которую включены обмотки обоих контакторов. При перегрузке электродвигатель отключается тепловым реле КК, контакт которого входит в эту цепь. Введение в цепь включения контактора КМ1 размыкающе­го контакта SВC2:2, кнопки включения контактора КМ2 и его вспомогательного контакта КМ2:2, а в цепь включения контак­тора КМ2 размыкающего контакта SВC1:2, кнопки включения контактора КМ1 и его вспомогательного контакта КМ1:2 обеспе­чивает электрическую блокировку. Такая блокировка предотвра­щает одновременное включение обоих контакторов или включе­ние одного из них при включенном состоянии другого, что может привести к короткому замыканию между фазами.  Перечень приборов и их технические данные 

 Таблица наблюдений и подсчетов 

 Контрольные вопросы 1.При каких условиях магнитный пускатель работает нор­мально? 2.При каких отклонениях напряжения невозможен запуск магнитного пускателя? 3.Причина вибрации магнитопровода магнитного пускателя, 4.Причина повышенного нагрева катушки магнитного пус­кателя. 5.Причина подгорания и коррозии контактов магнитного пускателя. 6.Причина сильного гудения магнитного пускателя. 7.При каких перегрузках тепловое реле отключает магнит­ный пускатель? 8.В каких пределах действует регулятор теплового реле? 9.Что нарушает работу магнитного пускателя и теплового реле? Лабораторно-практическое занятие №8Изучение устройства предохранителей. Выбор плавких вставок.Цель Изучить устройство, назначение, принцип работы и выбор предохранителей. Оснащение рабочего места Предохранители ПК, ПКН, ПКТ, ПР, ПН, НПН. Пояснения к работе Предохранители характеризуются номинальным током плавкой вставки. Это ток, на который она рассчитана для дли­тельной работы. При прохождении через плавкую вставку предо­хранителя тока, превышающего ее номинальный, вставка перего­рает и разрывает электрическую цепь, отключая защищаемый участок. В электроустановках напряжением 6, 10, 35 кВ в качестве защитных аппаратов применяют предохранители ПК, ПКН, ПКТ. Применение вставок из проволок различного диаметра по длине (ступенчатое сечение) позволяет снизить перенапряжение на предохранителе при ее перегорании, а при применении вста­вок из нескольких параллельных проволочек увеличивается те­плоотдача, улучшаются условия охлаждения и гашения дуги, возникающей в нескольких каналах. На рис.1 показаны типы предохранителей и их краткое устройство. Широкое распростра­нение получили предохранитель разборный ПР (рис.1, б), предохранитель насыпной ПН-2 с кварцевым песком (рис.1, а).

Рис.1. Предохранители ПР-2 и ПН-2: а — предохранитель ПН-2 (детали и общий вид); б — общий вид предохранителя ПР-2; в — патрон ПР-2 на 15-60 и 100-1000 А; г — конструкции плавких вставок ПР-2; 1 — фарфоровая трубка; 2, 5 — плавкие вставки; 3 — контактный нож; 4 — фибровая трубка; 6 — латунная втулка; 7 — латунные колпачки; 8 — фиксирующая шайба; 9 — контактный медный нож. Предохранитель ПР (рис.1, б) представляет собой фибровую трубку 4, внутри которой закреплена плавкая вставка 5, на кон­цы трубки навернуты латунные колпачки 6, имеющие прорезь для плавкой вставки. Плавкие вставки изготавливаются из свин­ца, меди, цинка, а также из сплавов этих металлов. Плавкие вставки представляют собой пластинки с одним или несколькими участками сужения, на одном из которых плавкая вставка обычно перегорает. При коротких замыканиях плавкая вставка обычно перегорает в нескольких местах. Фибро­вая трубка предохранителя при образовании дуги в момент ко­роткого замыкания разлагается, при этом выделяется газ, способ­ствующий гашению дуги. Предохранитель ПН (рис.1, а) представляет собой квадратную фарфоровую форму 1, в которой установлена плавкая вставка 2, контактные ножи 3. Патрон пре­дохранителя заполнен сухим кварцевым песком, способствующим ускоренному гашению дуги. Для снижения нагрева предохрани­теля при малых перегрузках на плавкие вставки напаиваются оловянные шарики диаметром 0,5-2 мм в зависимости от номи­нальных токов плавких вставок. Их наличие позволяет использо­вать металлургический эффект, заключающийся в том, что при нагреве оловянный шарик, обладающий более низкой температу­рой плавления, расплавляется раньше, чем плавкая вставка, и, проникая в металл вставки, снижает температуру ее плавления в месте, где напаян оловянный шарик. Подобные оловянные шари­ки имеются у предохранителей ПК, ПКН, которые наплавлены на медную посеребренную проволоку плавкой вставки. Пробочные предохранители с резьбой Ц-27, Н-20 рассчитываются на ток 6-25 А, их применяют обычно для защиты осветительных сетей. Рис.2. Разрез предохранителя ПН-2: 1 — корпус; 2 — плавкие вставки;3 — кварцевый песок; 4 — диск; 5 — пластины; 6 — асбестовая прокладка; 7 — оловянные полоски; 8 — суженные сечения; 9 — ножевые контакты.

Плавкие вставки предо­хранителей ПН бывают из одной или нескольких медных ленточек толщи­ной 0,15-0,35 мм, шири­ной 4 мм. На них также напаиваются оловянные шарики. Для уменьшения перенапряжений вставки имеют прорези. Если плавкие вставки имеют вырезы, то при коротких замыканиях суженный участок плавится раньше, чем ток короткого замы­кания достигнет макси­мального значения, поэтому он ограничивается. Такие предохранители называются токоограничивающими. На рис.2 показан разрез предохранителя ПН-2. Предохранители ПК, ПКН служат для защиты электроуста­новок от коротких замыканий. Время отключения токов коротко­го замыкания — 0,005-0,007 с. Выпускаются на напряжение 10, 35 кВ и соответственно на номинальные токи 200, 40 А. Патрон предохранителя представляет собой фарфоровую или стеклянную трубку 9, латунный колпачок 8, крышку 7. В патрон с медной посеребренной плавкой вставкой 6 и пружиной 12, которая натя­гивает плавкую вставку, засыпан кварцевый песок 10. При пере­горании плавкой вставки пружина освобождается и выскакивает из втулки наружу. Выброс указателя срабатывания 13 (рис.3) свидетельствует о том, что предохранитель сработал. Разделение плавкой вставки на несколько проволочек ведет к наилучшему распределению теплоотдачи. А применение проволочек различ­ных диаметров по длине или вспомогательных проволок снижает перенапряжение при пе­регорании. Для получе­ния металлургического эффекта на проволочки плавкой вставки посере­дине напаивают оловян­ные шарики. Они при

нагреве расплавляются, снижая температуру плавления плавкой вставки до 232-280 °С. Предохранители ПКТ применяют для защиты трансформаторов          напряжения. Они почти одинаковые с ПК, но у ПКТ плавкие вставки выполнены из константана. Они обладают большой отключающей способностью     (до 1000 МВ-А).

Рис.3. Предохранитель ПК на 6 и 10 кВ: а — общий вид предохранителя; б — патрон с плавкими вставками на керамическом сердечнике; в — патрон со спиральными плавкими вставками; 1 — скоба; 2 — контакт; 3 — хвостовик контакта; 4 — опорный изолятор; 5 — плита; 6 — оловянные шарики; 7 — крышка; 8 — латунные колпачки; 9 — фарфоровая трубка; 10 — сердечник; 11 — плавкие вставки; 12 — пружина указателя срабатывания; 13 — указатель срабатывания. У них отсутствует указатель сра­батывания, поскольку о работе предохранителя в этом случае судят по по­казаниям приборов на стороне трансформаторов напряжения. В малога­баритных распределительных устройствах применяются резьбовые предохранители ти­па ПРС (рис.4, а). Один конец подводится к контакту 1, кото­рый связан с контактной гильзой 2, соединенной резьбой с кон­тактом съемной головки 3. Плавкая вставка 4 располагается в фарфоровом цилиндре 5, заполненном кварцевым песком. На торцах цилиндра 5 укреплены контактные колпачки, с которыми соединена плавкая вставка 4. Второй конец цепи через контакт 7 соединяется с контактным винтом 8. Предохранитель имеет ука­затель срабатывания. При сгорании плавкой вставки освобожда­ется специальная пружина, которая выбрасывает глазок в за­стекленное отверстие 6. После срабатывания предохранителя заменяется цилиндр 5 со сгоревшей плавкой вставкой и сигнали­зирующим устройством. Предохранители этого типа выпускаются на 10-100 А напряжением до 500 В.

Рис.4. Предохранители: а — типа ПРС: 1 — контакт; 2 — гильза; 3 — съемная головка; 4 — плавкая вставка; 5 — фарфоровый цилиндр; 6 — застекленное отверстие; 7 — контакт; 8 — контактный винт; б — жидкометаллический: 1 — электроизоляционная трубка; 2 — капилляр; 3 — электроды; 4, 5 — корпус; 6 — уплотнение; 7, 8 — демпфирующее устройство. Предохранители с жидкометаллическим контактом (рис.4, б) состоят из электроизоляционной трубки 1, капилляра, заполненного жидким металлом 2. Капилляр с жидким металлом герметично закрыт электродами 3, 4 и корпусом 5 с уплотнением 6 и имеет специальное демпфирующее устройство 7, 8. При протекании большого тока жидкий металл в нем испаря­ется, образуется паровая пробка и электрическая цепь размыкается. После определенного времени пары металла конденсируют­ся, и контакт восстанавливается. Предохранители работают многократно с большим токоограничением. Предельно отключаемый ток таких предохраните­лей достигает 250 кА. Для защиты полупроводниковых приборов применяются быстродействующие предохранители. При больших токах их плавкая вставка имеет несколько параллельных ветвей из ленты толщиной 0,05-0,2 мм. В случае короткого замыкания или перегрузки электропро­водка должна быть автоматически отключена, в противном слу­чае воспламенится изоляция проводов. Поэтому для защиты электропроводок применяют предохранители и автоматические выключатели. Время перегорания предохранителей зависит от силы тока, проходящего через них. При коротком замыкании предохранители перегорают быстро, так как ток очень велик; в этом случае они являются надежной защитой, так как изоляция проводов не успевает нагреться. При перегрузках, когда ток не сильно превышен, предохранители не всегда могут быть надеж­ной защитой. Даже при 50-70-процентной нагрузке (перегрузке) предохранители не перегорают несколько минут; провода же за это время сильно нагреваются и изоляция их начинает гореть. Поэтому надежной защитой от опасных перегрузок является теп­ловое реле. Существует три условия выбора плавкой вставки. Первое условие — I вставки >I расчетного; оно применимо при: двигателях с фазным ротором; кратности пускового тока меньше 2,5; отношении пускового тока к расчетному меньше 2,5; осветительной и бытовой нагрузке. В жилых домах, бытовых и производственных помещениях плавкие     вставки     должны     удовлетворять     условию    Iвст = 0,8Iдоп.пров, где Iдоп.пров — допустимый ток провода. Второе условие: Iвст≥ Iпуск/α=Iн•К/2,5 , где Iн — номинальный ток двигателя, А; К — кратность пускового тока, которая берется из таблицы; а — коэффициент, зависящий от условий пуска дви­гателя (для тяжелых условий пуска а = 1,6-2). Второе условие применяется, когда: кратность пускового тока больше 2,5; линия питает не больше 1-2 двигателей. Третье условие заключается в том, что номинальные токи плавких вставок, установленных одна за другой, должны разли­чаться между собой не менее чем на одну ступень при токе встав­ки до 20 А; если ток вставки свыше 20 А, то на две ступени. Предохранитель, удаленный от потребителя, выбирают большим по току. Стандартные плавкие вставки чередуются следующими сту­пенями по току: 4, 6, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 150, 160, 200, 220, 225, 250, 260, 300, 350, 400, 430, 500, 600, 700 А и т.д.    Таблица 1Ток плавления плавких вставок из медной проволоки 

  Порядок выполнения работы Записать в отчет технические данные предохранителей. Ознакомиться с особенностями устройства и работы пре­дохранителей высокого и низкого напряжения. Определить   характерные   особенности   плавких   вставок предохранителей. Изучить принцип гашения электрической дуги у предо­хранителей. Выполнить расчет предохранителей. Ответить на вопросы. Пример расчета Линия электрического освещения обеспечивает питание гражданского сооружения с 60 лампами накаливания мощностью до 500 Вт каждая. Линия четырехпроводная, напряжение сети 380/220 В. Провода АПВ проложены в металлической трубе. Рас­считать и выбрать плавкую вставку предохранителя при cosφ<=l. Пояснение При расчете тока плавкой вставки пре­дохранителя необходимо руководствоваться тремя ос­новными условиями. 1.         Номинальный ток плавкой вставки Iвст  должен быть равен или больше расчетного тока Iр для данного участка электропроводки: Iвст≥Iр. Например, если расчетный ток в осветительной сети Iр=14 А, то по шкале номинальных токов плавких вста­вок (приложение 4) находим ближайшее большее зна­чение тока плавкой вставки Iвст=15 А. Следовательно, условие 1 выполнено, так как 15>14. 2.         Если в линию включена силовая нагрузка, на­

пример электродвигатель, то номинальный ток плав­кой вставки предохранителя Iвст должен   быть   равен или больше величины пускового тока Iпуск электродвига­теля, поделенной на 2,5, т. е. Iвст =>Iпуск/2,5. Например, если пусковой ток Iпуск=40 А, то по фор­муле находим Iвст =40/2,5= 16 А. По шкале номинальных токов плавких вставок (прило­жение 5) находим: Iвст =20 А. Следовательно, условие 2 выполнено, так как 20>16. Необходимо иметь в виду, что при расчете условие 1 может дать один, а условие 2 другой результат. Выби­рать следует большее значение. Однако при выборе пла­вких вставок предохранителей осветительных электропроводок, где нет пусковых токов, ориентироваться на условие 2 не следует. 3.         Должна быть соблюдена избирательность   защи­ты линий, т. е. каждый предохранитель должен срабатывать только тогда, когда повреждение произойдет на защищаемом им участке электропроводки. Обычно пре­дохранители с плавкими вставками устанавливают вна­чале участка и при изменении сечения проводов. Окончательный выбор плавкой вставки предохрани­теля производят по большему току, полученному при суммировании указанных условий.  Последовательность расчета 1. Определяем расчетный ток по формуле для трех­фазной четырех- и трехпроводной сети: Iр=Кс•Ру/1,73Uл где Ру=Рн • 60=500- 60=30 000 Вт — установленная мощность, Кс=1—коэффициент спроса,  Uл=380 В — линейное напряжение. Iр=500•60/1,73•380=45,7  А Из формулы Iвст≥Iр=45,7 по шкале номинальных

токов плавких вставок (приложение 4)    находим ток плавкой вставки: Iвст=60 А. Выбираем предохранитель НПН-60. Задание1. В жилом доме к групповому этажному щитку освещения напряжением 220 В подключены че­тыре квартиры, потребляемая мощность осветительных и нагревательных токоприемников которых соответст­венно равна: 2,4; 1,2; 2,8; 3 кВт. Рассчитать ток плав­кой вставки предохранителя для защиты электрической сети.2. Рассчитать ток плавкой вставки,, если лебедка Т-224В имеет электродвигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 7 кВт, кпд ƞ= 0,86, коэффициент мощности соsφ=0,87, кратность пускового тока K=6, напряжение трехфазной сети U=380 В, пуски электро­двигателя редкие.                       Iр= Рн/1,73Uн соsφ ƞ    Контрольные вопросы 1.Во сколько раз ток вставки предохранителя должен быть больше   номинального   тока   (Iн)   силового   трансформатора   для  обеспечения селективности защиты? 2. Как определить, что предохранитель ПК сработал? 3. Для чего на проволочке плавкой вставки предохранителя напаивается оловянный шарик? С какой целью применяют плавкие вставки из несколь­ких параллельных проволочек? 4. С какой целью проволочка плавкой вставки покрывается серебром? 5.Какой величины потребляют ток асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором при пуске? 6.Защищает ли плавкая вставка электрический двигатель от перегрузки? 7.Как должны различаться между собой плавкие вставки, установленные одна за другой для защиты нескольких электро­двигателей, при токе свыше 20 А? 8.Почему   в   квартирах   устанавливаются   предохранители как   на   фазном,   так   и   на   нулевом   проводе,   а   на   этажных щитках — только на фазных проводах? 9.В   каких   случаях   применяют   второе   условие   выбора плавкой вставки?                     Лабораторно-практическое занятие №9           Изучение устройства и принципа действия автоматических воздушных выключателей.Цель. Изучить устройство, принцип действия автоматических выключателей с электромагнитным и тепловым расцепителем, теп­ловых реле и проверить их работу при токе короткого замыкания и перегрузке. Уметь без схемы включать лампочку через автоматический выключатель. Перечень приборов, оборудования и их технические данные 

 Краткое содержание работыАвтоматические выключатели предназначены для нечастых включений и отключений электроприемников вручную и автома­тически при токах короткого замыкания, перегрузках, снижении и исчезновении напряжения. Электромагнитный расцепитель, защищающий приемник от коротких замыканий, представляет собой электромагнит, который при протекании тока, большего чем ток срабатывания, мгновенно притягивает якорь, защелка при этом освобождается, автоматический выключатель отключа­ется.  

     Рис.1. Электрические схемы: 1 — схема проверки на срабатывание автоматического выключателя АП50-ЗМТ, АП50Б или АК; 2 — схема проверки на срабатывание автоматического выключателя АЗ 161 или серии АЕ; 3 — схема устройства автоматического выключателя А2000 и проверка его работы на снижение напряжения: 1 — катушка реле минимального напряжения; 2 — катушка реле максимального тока; 3 — отключающая пружина; 4 — защелка; 5 — пружина реле; 6 — ударник якоря реле; 7 — якорь реле; 8 — кнопка дистанционного отключателя; 9 — добавочное сопротивление; 10 — блок-контакт; 11 — пружина реле напряжения. Тепловой расцепитель,  защищающий приемник  при пере­грузке,  имеет основной элемент — биметаллическую пластинку, состоящую из двух различных металлов. При протекании тока по нагревательному элементу разные металлы биметаллической пла­стинки, нагреваясь, удлиняются в разной степени, в результате че­го, биметаллическая пластинка изгибается и выходит из зацепле­ния. Освободившись при этом, защелка под действием пружины размыкает контакты и отключает автоматический выключатель. Для того чтобы автоматический выключатель обеспечивал на­дежную защиту, его выбирают с учетом следующих требований: Номинальный ток расцепителя должен быть не меньше расчетного тока нагрузки защищаемой цепи. Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть равно или больше напряжения сети, в которую он установлен. Предельно допустимый ток автоматического выключате­ля должен быть больше максимального тока короткого замыка­ния, который может протекать по защищаемому участку цепи. Ток уставки электромагнитного элемента должен быть на 20-30% выше наибольшего значения тока кратковременной пере­грузки. Ток уставки теплового элемента должен быть на 25-50% выше расчетного тока. Порядок выполнения работы  1.Изучить  работу,   записать  в  отчет  данные  приборов  и

электрооборудования и ознакомиться с их конструкцией. 2.Вычертить схемы автоматических выключателей и озна­комиться с принципом их работы. 3.Составить и собрать схему управления лампочкой через автоматический выключатель. 4.Проверить работу автоматического выключателя АЕ2000,

подавая на катушку реле минимального напряжения через лабо­раторный автотрансформатор ЛАТР-2М различную величину на­пряжения, и записать в отчет величину напряжения, при кото­ром автоматический выключатель отключается (рис.1). 5.Проверить работу тепловых реле и определить по прибо­рам, при каком токе перегрузки и за какое время оно срабатыва­ет. Электрическую схему собрать самостоятельно. 6.При возможности по условиям работы и с разрешения преподавателя произвести короткое замыкание в цепи автомати­ческого выключателя АП50-ЗМТ, подключив в схему амперметр. 7.Собрать схему рис.1 и, плавно регулируя напряжение с помощью ЛАТР-2М по приборам, определить, при каком токе и в течение какого времени отключается автоматический выключа­тель А3161. Так как ток перегрузки достигает до 50 А, то на схеме сле­дует применять амперметр на 50 А. 8. Все данные, полученные при выполнении работы, зане­сти в табл. 1.      Таблица 1 

 Контрольные вопросы 1.Отличается ли время срабатывания теплового расцепите­ля, если нагревательный элемент располагается в одном случае открыто, в другом закрыто? 2.Каким образом и в каких случаях отключается цепь ав­томатическим выключателем с тепловым расцепителем? 3.         Каким   требованиям   должен   отвечать   автоматический выключатель, чтобы он мог обеспечить надежную защиту? 4.Каковы преимущества автоматических выключателей по сравнению с предохранителями? 5.Если двигатель включается автоматическим выключате­лем АП50-ЗМТ, надо ли для его защиты устанавливать предохра­нители? Лабораторно-практическое занятие №10Изучение устройства и принципа действия электротепловых реле. Выбор реле.Цель. Познакомить учащихся с устройством и прин­ципом работы тепловых реле. Материально-техническое оснащение. 1. Тепловое реле ТРН-8 — 2 шт. 2. Автотрансформатор (ЛАТР) — 1 шт. 3. Нагрузочный трансформатор 220/12 В — 1 шт. 4. Амперметр на 10 А— 1 шт. 5. Электрический секундомер—1 шт. 6. Кнопка управления—1 шт. 7. Сигналь­ная лампа — 2 шт. 8. Соединительные провода. 9. Пла­кат с изображением схемы устройства теплового реле. Описание работы.Тепловое реле применяют для за­щиты электродвигателя от небольших длительных пере­грузок, при которых может возникнуть опасность разру­шения изоляции электрооборудования. Тепловое реле защищает также двигатель переменного тока при обрыве одного из проводов питающей линии, так как в этом случае ток в двух неповрежденных фазах становится выше номинального. По этой причине включают нагревательные элементы теплового реле в две фазы электро­двигателя переменного тока. Обычно тепловые реле встраивают в магнитные пускатели. Главным элементом теплового реле (рис. 1) являет­ся биметаллическая пластинка 2, состоящая из двух сваренных между собой пластинок металлов с различ­ными коэффициентами температурного линейного расширения. При увеличении тока пластинка нагревается и изгибается в сторону пластинки с меньшим температур­ным коэффициентом. Обычно верхняя пластинка расширяется больше, а нижняя меньше, что приводит к изгибу вниз всей биметаллической пластинки при ее нагреве.

Рис. 1. Схема устрой­ства теплового реле: 1— нагревательный элемент; 2— биметаллическая    пластинка, 3 — винт, 4 — защел­ка, 5 — рычаг, 6—пружина, 7— подвижный контакт, 8 —кнопка. Нагрев происходит при про­хождении тока через нагрева­тельный элемент, расположен­ный вблизи биметаллической пластинки или непосредствен­но через саму пластинку. Тепловое реле состоит из нихромового нагревательного элемента 1, по которому про­ходит ток главной цепи, на­гревающий биметаллическую пластинку 2. При определен­ном значении тока пластинка изгибается и нажимает на винт 3 защелки 4, которая вы­водит из зацепления с ней ры­чаг 5. Под действием пружины 6 рычаг поворачивается и отжимает подвижный контакт 7, что приводит к размыканию электрической цепи. Возврат реле в исходное положение производят на­жатием кнопки 8 после охлаждения биметаллической пластинки через 1—2 мин. Рычаг 5 устанавливается в исходное положение. Пунктиром показана изогнутая пластинка. Тепловое реле не защищает электродвигатель от то­ков короткого замыкания в связи с большой тепловой инерционностью биметаллической пластинки. Уставку теплового реле изменяют двумя способами: подбором соответствующего нагревательного элемента или более плавно с помощью регулировочного винта, которым можно менять положение упорной планки, а следова­тельно, и необходимый для срабатывания реле угол из­гиба биметаллической пластинки. Время срабатывания теплового реле, т. е. время от момента возникновения тока перегрузки до момента срабатывания, зависит от перегрузки электродвигателя: чем выше ток перегрузки, Последовательность выполнения 1.Изучить описание к практической работе и рекомендуемую техническую литературу. 2.Изучить устройство теплового реле по образцу. 3.Составить схему принципа работы теплового реле. 4.Внимательно изучить схему установки для испыта­ния теплового реле (рис. 2). 5.Собрать схему для испытания нагревательного элемента теплово­го реле. Опытным путем определить номинальный ток   нагревательного

элемента I эл.н., соблюдая такую последовательность: а) установить автотрансформато­ром максимальный ток нагреватель­ного элемента (задается преподава­телем) и по секундомеру опреде­лить время срабатывания теплового реле. Момент срабатывания фикси­руется по амперметру. В момент эксперимента необходимо автотран­сформатором поддерживать посто­янное значение тока нагревательно­го элемента. Секундомер включен на входные зажимы установки и уп­равляется двумя кнопками: пуско­вой и кнопкой возврата. Отсчет вре­мени производится до тех пор, пока нажата пусковая кнопка. Для воз­врата стрелки секундомера в нуле­вое положение необходимо кратко­временно нажать на кнопку возвра­та; б) эксперимент повторять, каж­дый раз уменьшая ток нагревательного элемента, до тех пор, пока при обтекании током нагревательного элемента реле не сработает за 5—10 мин; в) построить в масштабе по данным эксперимента зависимость времени срабатывания реле от силы тока tсраб/I; г) полученную кривую продолжить до значения вре­мени срабатывания tсраб=20 мин; д) используя полученную кривую, определить номинальный ток нагревательного элемента расчетным путем по формуле Iэл.н = Iпогр / 1,2 А. Момент срабатывания теплового реле определять по сиг­нальной лампе. После каждого эксперимента в схему включать снова остывшее тепловое реле, каждый раз нажимая на кнопку возврата реле в исходное положе­ние. Определить время срабатывания теплового реле при одном и том же токе нагревательного элемента, но при крайних значениях регулировочного винта. Убедить­ся, что каждое деление регулировочного винта соответ­ствует изменению тока уставки на 0,05Iэл.н (плюс озна­чает увеличение тока уставки, минус — уменьшение). Результаты показать преподавателю и получить

разрешение на разборку схемы. Рис. 2. Схема   дли испытания    нагрева­тельного      элемента теплового реле

Контрольные вопросы Для чего служит тепловое реле? Устройство теплового реле. Принцип действия теплового реле. Может ли тепловое реле защитить от короткого замыкания?