ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ

• Опорный конспект по теме

 Электрические аппараты до 1000 В 

Содержание

Введение

Электрические аппараты ручного управления 

Рубильники

Пакетные выключатели

Переключатели

Кнопки управления

Электрические аппараты автоматического управления 

Магнитные пускатели

Контакторы

Электрические аппараты защиты

Предохранители

Автоматические выключатели

Тепловые реле

Монтаж, техническое обслуживание и ремонт электрических аппаратов до 1000 В

Монтаж, техническое обслуживание и ремонт рубильников и переключателей

Монтаж, техническое обслуживание и ремонт пакетных выключателей

Монтаж, техническое обслуживание и ремонт кнопок управления

Монтаж, техническое обслуживание и ремонт магнитных пускателей и контакторов

Монтаж, техническое обслуживание и ремонт предохранителей

Монтаж, техническое обслуживание и ремонт автоматических выключателей

Монтаж, техническое обслуживание и ремонт тепловых реле

5. Техника безопасности при эксплуатации электрических аппаратов напряжением до 1000 В

Заключение

Литература   

Введение  

Электрическая аппаратура является одним из важных звеньев современного производства. При ее помощи осуществляются все процессы управления электрическим оборудованием. Электрические аппараты предназначены для включения и отключения, управления, регулирования и защиты электрообору­дования и участков электрических цепей. В зависимости от назна­чения их делят на четыре группы: коммутационные - для включения и отключения электриче­ских цепей (рубильники, переключатели и кнопки управления); защиты - защищающие электрические цепи от перегрузки, то­ков короткого замыкания, недопустимого повышения напряже­ния, снижения или исчезновения напряжения (предохранители, автома­тические выключатели, тепловые реле); токоограничивающие и пускорегулирующие — для пуска, регулирования частоты вращения двигателей, изменения тока в электрических цепях, ограничения тока при коротком замыкании (контроллеры, контакторы, магнитные пускатели, реостаты); выполняющие одновременно несколько из перечисленных выше функций - включение и отключение электрических цепей, защи­та их от перегрузок, токов короткого замыкания и др. В зависимости от номинального напряжения различают элект­рические аппараты до 1000 В (обычно до 660 В) и свыше 1000 В. Аппаратура управления, регулирования и защиты делится по способу управления на ручную и дистанционную, по роду защиты от окружающей среды, способу действия (электромагнитные, индукционные, тепло­вые, магнитоэлектрические) и ряду других факторов — быстродействию, способу гашения дуги и т.п. По способу воздействия на электрическую цепь раз­личают аппараты контактные, которые замыкают или размыкают электрическую цепь при помощи контак­тов, и бесконтактные, воздействующие на электричес­кую цепь путем резкого изменения своей проводимости. Контактные аппараты бывают ручного и электроме­ханического управления, при котором подвижные кон­такты приводятся в действие при помощи электромаг­нита. Все эти аппараты обязательно содержат контактный узел, органы управления, а также могут иметь дугогасительные устройства. По конструктивному исполнению контактные узлы (сокращенно контакты) подразделяются на рычажные, мостиковые, врубные. Контактные поверхности, через которые ток переходит из одной токоведующей детали в другую, могут иметь следующие исполнения: плос­кость — плоскость, плоскость — сфера, плоскость — цилиндр, цилиндр -— цилиндр. По назначению контакты делятся на главные, которые включаются в цепь силового канала, и блокировоч­ные (блок-контакты), используемые в цепях управления. По действию контактов при начальном воздействии на орган управления их называют замыкающими или размыкающими. Дугогасительные устройства необходимы в аппара­тах, коммутирующих большие токи, так как возника­ющая при разрыве тока электрическая дуга вызывает подгорание контактов. В низковольтных аппаратах применяются два вида дугогасительных камер: с маг­нитным гашением дуги и с деионным. В электроустановках напряжением до 1000 В в качестве сило­вых выключателей используются рубильники, пакетные выклю­чатели, автоматические выключатели, магнитные пускатели, контакторы. При отключении этих аппаратов возникающая меж­ду контактами дуга легко гасится без применения специальных дугогасительных устройств (в рубильниках) или с помощью прос­тых дугогасительных приспособлений (дугогасительных решеток в контакторах или автоматических выключателях). Легкость га­шения дуги в этих случаях объясняется тем, что при сравнительно низком напряжении напряженность электрического поля между расходящимися контактами небольшая, воздух ионизируется незначительно, поэтому дуга неустойчивая и быстро гаснет. 

• Электрические аппараты ручного управления

  Рубильники Для включения и выключения электрических установок с напряжением до 500 В при токах, превышающих 6 А, применяют рубильники. Существуют однополюсные, двухполюсные и трехполюсные рубильники, которые монтируются на щитах. Основными частями трехполюсного рубильника являются медные ножи, которые могут поворачиваться на осях, укрепленных в неподвижных контактах. К болтам контактов при помощи гаек присоединяются провода 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 применяют рубильники-пере­ключатели, которые называются также перекидными. Переключатели, кроме верхних пружинящих контактов, имеют такое же количество нижних контактов. Ножи перекидного рубильника можно соединять как с верхними, так и с нижними контактами. По правилам техники безопасности рубильники и переключатели закрываются защитными кожухами.   

 Пакетные выключатели   

Для включения, выключения и пере­ключения электрических цепей постоян­ного напряжения до 220 в и переменного напряжения до 380 в широко использу­ются пакетные выключатели и переклю­чатели. Пакетные выключатели и пере­ключатели делятся на однополюсные, двухполюсные и трехполюсные, изготов­ляются для цепей постоянного тока до 400 А и переменного тока до 250 А, в зависимости от величины предельного тока имеют различные размеры. Они обозначаются несколькими буквами и цифрами, например ПВ2—25: П — пакетный, В — выключатель, 2 — двухполюсный, 25— сила тока; ППЗ—10/Н2: П —пакетный,   П — переключатель, 3 — трехполюсный, 10 — сила тока, Н2 — на два направления. Пакетный выключатель и переключатель состоят из пере­ключающего механизма и кон­тактной системы. Контактная система выпол­няется из отдельных контакт­ных секций, которые собирают­ся в пакет. Каждая секция, образующая один полюс контактной системы, со­стоит из изолятора, в пазах которого находятся неподвиж­ные контакты  с зажимами  для подключения проводов, подвижных пружинящих кон­тактов  с квадратными отверстиями  и фибровых шайб. В квадратные отверстия подвижных контактов помещается изолированный переключающий валик. При повороте рукоятки  этого валика происходит коммутация электрических цепей, в которые включен пакетный выключатель или переключатель.              

  Переключатели  Для нескольких переключений, производимых одновременно в электрических цепях при пуске электрических машин, регулирова­нии скорости, изменении направления вращения электродвигателей, применяют контроллеры. Контроллер состоит из медных сегментов  (отрезков колец), укрепленных на валу  из изолирующего материала. Сегменты, являющиеся подвижными контактами, перемещаются при повороте рукоятки  вместе с валом. Кроме подвижных контактов, контроллер имеет неподвижные пружинящие контакты, изолированные между собой. Число сегментов контроллера равно числу его пружинящих контактов, к которым присое­диняются провода, идущие от электрических машин, реостатов и других аппаратов, управ­ляемых контроллером. При повороте вала одни сегменты контрол­лера замыкаются с неподвижными контактами, а другие размыкаются. Таким путем осуществляются сложные переключения в электриче­ских цепях.    

  Кнопки управления   Кнопки управления предназначены для дистанционного управления электродвигателями и другими силовыми цепями совместно с автоматическими электромагнитными аппаратами (магнитными пускателями, контакторами). Они бывают открытыми, закрытыми, защищенными. Одна или несколько кнопок, помещенных в стальной или пластмассовый корпус, образуют кнопочный пост или кнопочную станцию. Кнопка управления состоит из пластмассового корпуса, неподвижных контактов, подвижного контактного мостика, толкателя, контактной и возвратной пружин. Различают кнопки управления «Пуск» и «Стоп».
   Электрические аппараты автоматического управления   

Магнитные пускатели   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. 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. Магнитный пускатель прямоходового типа имеет электромагнит  со стальным сердечником, прикрепленным к верх­нему основанию. Внизу расположен якорь, на котором укреплены изолированные одна от другой три контактные пластины-перемычки. Основание  пускателя снабжено контактами, к которым присоединяются провода от сети трехфазного переменного тока и провода, идущие от электродвигателя. При прохождении оперативного электрического тока через об­мотку электромагнита возбуждается магнитное поле и якорь притягивается к сердечнику. Контактные пластины-перемычки якоря соединяют между собой контакты, к которым подключены провода от сети трехфазного переменного тока и от электродвигателя. При выключении тока якорь под действием собственного веса опускается и контактные пластины-перемычки отключают двигателя от сети. Пользуясь двумя трехполюсными контакторами, можно вклю­чить асинхронный двигатель так, что с их помощью можно произ­водить реверсирование двигателя. Магнитный пускатель, который позволяет включать электродвигатель лишь в одном направлении вращения, называется нереверсивным. 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. 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.              

 Контакторы   

Наиболее распространенным аппаратом для дистан­ционного замыкания и размыкания электрических цепей является контактор. Контактор представляет собой низковольтный электрический аппарат, предназначенный для дистанционного и автоматического оперативного управления электрическими цепями и приемниками электрической энергии. В отличие от аппаратов, в которых включение и выключений электрических цепей производят вручную (рубильники), в контак­торах эти операции происходят автоматически под действием магнитного поля, возбуждаемого при включении оперативного электрического тока. Различаются  два   основных  типа   контакторов:   поворотные и прямоходовые. Поворотный контактор состоит из электромагни­та, якоря, расположенного на оси, главных контактов  и за­жимов  для присоединения проводов электросети. Все части контактора укреплены на панели. Когда оперативный ток проходит по обмотке электромагнита контактора, его сердечник намагничивается и притягивает якорь. Якорь, поворачиваясь вокруг своей оси, замыкает главные кон­такты. Ток в созданной контактором цепи проходит от зажима  через главные контакты  и гибкий провод  к зажиму, а отсюда — в управляемую контактором электрическую машину. При размыкании цепи электромагнита его сердечник размагни­чивается и якорь размыкает главные контакты. В прямоходовом контакторе подвижная часть магнитной системы (якорь) не поворачивается на оси, как в контак­торе поворотного типа, а движется прямолинейно. Контактор состоит из Ш-образного сердечника, электромагнита, якоря 9, подвижной рамы, перекладины  из изоляцион­ного материала, двойных контактов  и неподвижных контактов, которым присоединяются провода электрической цепи. Когда по обмотке электромагнита  прямоходового контактора протекает электрический ток, якорь притягивается к неподвижному сердечнику и поднимается вверх, увлекая за собой подвижную рам с установленными на перекладине двойными контактами, кото­рые плотно прикасаются к двум неподвижным контактам и соединяют их. Происходит замыкание цепи, управляемой контак­тором. Контакторы для цепей постоянного тока являются однополюс­ными, а контакторы трехфазного переменного тока — трехполюсными. Контакторы широко применяют для управления электрическими установками на заводах и фабриках. 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.      Электрические аппараты защиты   

Предохранители   

При коротком замыкании, а также при перегрузке сети элек­трический ток, протекающий по проводам, электрическим машинам и приборам, включенным в цепь, увеличивается и превышает допу­стимое значение. Провода цепи перегреваются, и их изоляция может загореться, а электрические машины и приборы могут выйти из строя. Для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания длительных перегрузок последовательно с приемниками электри­ческой энергии включают плавкие предохранители. Их работа осно­вана на использовании теплового действия тока. Когда через предохранитель протекает ток, превышающий допу­стимую величину, то плавкая вставка предохранителя плавится и размыкает цепь, в которую включен предохранитель, раньше, чем перегреются провода и аппаратура. Каждый предохранитель дол­жен неограниченное время выдерживать указанную на нем силу тока. При перемещении этой силы тока плавкая вставка плавится тем быстрее, чем больше перегрузка. Если в электрической цепи при равномерной нагрузке (без изме­нений силы тока) рабочая сила тока I=10 А, то нельзя в такую цепь включать предохранитель, рассчитанный на меньшую силу тока. При выборе предохранителя для электрической цепи, в которую будут включать электродвигатели, следует учитывать кратковре­менную силу пускового тока, превышающую рабочую силу тока примерно в 5—7 раз. По этой причине, чтобы предохранитель не прерывал цепь при каждом пуске двигателя, нужно устанавливать предохранитель на номинальную силу тока, составляющую пример­но 40% от пускового тока двигателя. Следует иметь в виду, что выбранный таким путем предохранитель защищает двигатель только от токов короткого замыкания, но не защищает его от длительной перегрузки. Для такой защиты двигателя служат автоматические выключатели и реле. 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. 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.      Автоматические выключатели  

 Автоматические выключатели предназначены для нечастых включений и отключений электроприемников вручную и автома­тически при токах короткого замыкания, перегрузках, снижении и исчезновении напряжения.  Для автоматического выключения и защиты электрических цепей при нарушении нормальных рабочих условий применяют выклю­чатели-автоматы. Они бывают двух видов: максимальные и минимальные. Автомат,       отключающий цепь, когда ток в ней достигает величины, большей допустимой, называется максимальным. Ос­новными частями такого ав­томата являются: электромагнит, якорь-защелка и выключатель. Когда ток в цепи автомата превышает допустимую вели­чину, электромагнит  притягивает якорь-защелку. Нож вы­ключателя  освобождается и под действием пружины  авто­матически размыкает цепь, в которую включен автомат. Повторное включение авто­мата производится вручную. Автомат, отключающий цепь, когда напряжение в ней становит­ся меньше допустимого, называется минимальным. Когда в цепи автомата проходит ток меньше допустимого, сер­дечник электромагнита  не в состоянии удержать вертикально пле­чо якоря-защелки. В результате этого пружина  оттягивает якорь от сердечника электромагнита, и защелка, поднимаясь вверх, освобождает нож выключателя, который под действием пружи­ны  размыкает цепь, защищаемую автоматом. Автоматы можно отрегулировать на определенную силу тока при которой происходит отключение. Большим достоинством авто­матов является точность их установки на определенную силу тока, значительно большую, чем при защите цепей плавкими предохра­нителями. 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. 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.

 Тепловые реле  

 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. Тепловым называют реле, реагирующее на изменение темпера­туры (термореле). Действие термореле основано на расширении ме­талла при его нагревании. Широкое распространение получили биметаллические тепловые реле. Рабочая часть такого реле представляет собой биметалличе­скую пластину, состоящую из двух металлов с разными темпера­турными коэффициентами линейного расширения. Материалы для пластинок выбирают так, чтобы они имели возможно большую разность коэффициентов расширения, например медь — сталь, сталь — никель, инвар — латунь. Электроподо­греватель  теплового реле является воспринимающей частью. Биметаллическая пластинка  используется как промежуточная часть, а исполнительной частью служат контакты. Подогреватель включается последовательно в цепь двигателя, а контакты — в цепь электромагнита пускателя, производящего пуск двигателя. При нормальной нагрузке биметаллическая пластинка изогнута. При этом рычаг  верхним плечом упирается в пластинку, а ниж­нее его плечо замыкает контакты  реле. Когда ток в подогревателе превышает допустимую величину, биметаллическая пластинка  изгибается в сторону металла с мень­шим коэффициентом теплового расширения, т. е. вверх. Тогда верх­нее плечо рычага под действием пружины поворачивается на оси  влево, нижнее плечо — вправо, а контакты реле размыкают цепь, в которую они включены. Для приведения реле в рабочее положение нажимают кнопку  при этом отросток  рычага  идет влево, а его верхнее плечо отходит вправо. Главным элементом теплового реле являет­ся биметаллическая пластинка, 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. 5. 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, по которому про­ходит ток главной цепи, на­гревающий биметаллическую пластинку. При определен­ном значении тока пластинка изгибается и нажимает на винт  защелки, которая вы­водит из зацепления с ней ры­чаг. Под действием пружины  рычаг поворачивается и отжимает подвижный контакт, что приводит к размыканию электрической цепи. Возврат реле в исходное положение производят на­жатием кнопки  после охлаждения биметаллической пластинки через 1—2 мин. Рычаг  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,       

   Монтаж, техническое обслуживание и ремонт  электрических аппаратов до 1000 В   

При эксплуатации аппаратуру периодически проверяют и регулируют, заменяя вышедшие из строя узлы. Периодичность осмотров и профилактики устанавли­вается инструкциями, разрабатываемыми инженерными служба­ми предприятия. В них учитывают характер производства, род установки, требование к надежности энергообеспече­ния и т. д. Для коммутационной аппаратуры важно состояние электри­ческих контактов. Оксидная пленка контактных поверхностей ухудшает контакт и вызывает дополнительный нагрев. Кроме того, в результате возникновения дуги появляются наплывы на контак­тах, которые препятствуют получению линейного контакта по всей плоскости, что также приводит к потерям электрической энергии. Поэтому периодически необходимо удалять напильни­ком оксидную пленку и наплывы с контактов. Не допускается зачищать контакты наждачной бумагой, так как кристаллы наждака врезаются в медные контакты и увеличивают их сопротивле­ние. При сильном обгорании контактов их заменяют новыми. Магнитные пускатели, автоматические выключатели, кнопочные станции, пакетные выключатели и другие аппараты управления для отдельных электродвигателей необходимо крепить на стенах с помощью скоб. Для аппаратов больших габаритов (пускатели ПА и т. д.) нужно изготавливать скобы из стальной ленты 42×2 мм, для других аппаратов — 25×2 мм. При дистанционном управлении группой электродвигателей, обеспечивающих один технологический процесс, целесообразно применять пульты управления в уплотненном исполнении. Установку пусковой и защитной аппаратуры в этих шкафах следует производить на специальных рейках с учетом конструктивных расстояний. Жилы проводов к клеммам аппаратов нужно присоединять винтовыми зажимами. У аппаратов с номинальными токами до 25 А можно применять втычные контактные соединения.  

 4.1. Монтаж, техническое обслуживание и ремонт рубильников и переключателей 

Рубильники устанавливают на изолирующих плитах (пане­лях) из теплостойкого, механически прочного и изолирующего) материала. Панель требуемых размеров и толщины размечают с помощью шаблона или по соответствующим размерам рубильника, а затем сверлят в ней отверстия необходимых диа­метров. Чтобы болты, крепящие изоляционные плиты к кар­касу, не выступали в плитах, следует делать углубления. В распределительных устройствах напряжением до 220 В допускается устанавливать рубильники на фасадной стороне щита при условии, что рабочие токи их не превышают 300 А. При включении смонтированного рубильника его ножи долж­ны входить в контактные губки с некоторым усилием. Алюминиевые одножильные провода присоединяют к рубильнику с помощью шайб. Концы присоединяемых медных одножильных проводов оформляют в виде колечек и надевают на болты так, чтобы при затягивании гайки колечко не развер­тывалось, т. е. по ходу гайки. Многожильные алюминиевые и медные провода, присоединяемые к рубильнику, оконцовывают наконечниками. Смазывать контактные части ножей и губок смонтированного рубильника не рекомендуется. Ножи рубильников, присоединяемых к шинам в отключенном состоянии, не должны находиться под напряже­нием. Ремонт рубильников заключается в следующем: Проверка исправности заземления, защитных кожухов, надежности крепления, оплавления контактов, исправности органов включения. Очистка контактов от нагара и окисления, пыли и грязи. Проверка состояния изоляции проводов и контактных соединений. Исправление изгиба подвижных ножей. Проверка плотности прилегания контактных губок и ножей. Проверка пружин и смазка шарниров. Проверка одновременности замыкания ножей в 2,3-полюсных рубильниках без перекосов. Смазка всех трущихся частей смазкой ЦИАТИМ-201 перед сборкой. У барабанного контроллера снимают кожух, очищают контакты от пыли и смазки, а затем тщательно осматривают. При осмотре проверяют плотность прилегания неподвижных контактов к подвижным и, если давление между контактами недостаточно, отвертывают стопорный болт прижимного коль­ца и, прижимая с некоторым усилием неподвижный контакт к подвижному, вновь закрепляют прижимное кольцо стопор­ным болтом. Если недостаточное давление между контактами является следствием повреждения или ослабления пружины держателя кулачка, то дефектную пружину заменяют новой заводского изготовления из числа поставляемых заводом в ка­честве запасных частей к контроллеру. Перед установкой контроллера поворотом штурвала про­веряют правильность расположения контактов на всех фикси­рованных положениях, а также целость и состояние изоляцион­ных деталей контроллера: поврежденные детали должны быть заменены. Контроллер крепят болтами с гайками на фунда­менте или на металлической конструкции, а затем проверяют правильность присоединения к нему проводов и четкость его работы. Провода присоединяют к контроллеру, руководствуясь паспортом, заводской инструкцией и имеющейся на внутрен­ней части кожуха схемой.   

4.2. Монтаж, техническое обслуживание и ремонт пакетных выключателей Монтаж пакетных выключателей: Установка на изолирующих панелях. Крепление панелей к основанию, вертикально. Присоединение проводов с помощью винтовых клемм (зажимов). Должен быть обеспечен доступ для ремонта. Верхние выводы – для присоединения проводов к сети, нижние – для присоединения проводов к нагрузке. Допускается выводить рукоятку на фасад щита. Проверка работы после монтажа. Ремонт пакетных выключателей: Очистка от пыли и грязи. Проверка крепления пакетного выключателя к основанию. Проверка состояния изоляции проводов и контактных соединений. Проверка работы. Замена пружин, рукояток, скоб, неподвижных контактов при оплавлении или обгорании. Замена подвижных контактов при 20%-м истирании. Очистка контактов бензином. Удаление плоским надфилем №2 следов обгорания, брызг металла, окиси на контактах. Замена вышедших из строя контактов. Затяжка гаек, винтов. Очистка от пыли и грязи. Очистка контактных поверхностей от нагара и окисления. Проверка хода толкателя без заеданий и перекосов. Проверка исправности контактной пружины, при необходимости ее замена, а также пружины толкателя. Проверка плотности прилегания контактного мостика к неподвижным контактным поверхностям. Проверка изоляции подходящих проводов, а также их крепления в винтовых клеммах. Проверка крепления кнопки к основанию, подтяжка винтов. Замена вышедших из строя контактов. Смазка трущихся частей. 

Павлович С.Н., Фираго Б.И. Ремонт и обслуживание электрооборудования. – Минск: Вышэйшая школа, 2006. – 245 с. Атабеков В.Б. Ремонт трансформаторов, электрических машин и аппаратов. – Москва: Высшая школа, 1988. – 416 с. Атабеков В.Б. Ремонт электрооборудования промышленных предприятий. – Москва: Высшая школа, 1979. – 256 с. Сибикин Ю.Д. Обслуживание электроустановок промышленных предприятий. – Москва: Высшая школа, 1989. – 303 с. Голыгин А.Ф., Ильяшенко Л.А. Устройство и обслуживание электрооборудования промышленных предприятий. – Москва: Высшая школа, 1986. – 207 с. Короткевич М.А., Жив Д.Л. Электрические сети и системы освещения. – Минск: Вышэйшая школа, 1999. – 151 с. Баран А.Н. Технология электромонтажных работ. – Минск: Ураджай, 2000. – 223 с. Назаров В.И. Электропроводка. – Москва: ТРАСТ ПРЕСС, 1999. – 256 с. Атабеков В.Б., Покровский К.Д. Монтаж электрических сетей и силового электрооборудования. – Москва: Высшая школа, 1977. – 335 с. ПТЭ электроустановок потребителей и ПТБ при эксплуатации      электроустановок потребителей. – Москва: Атомиздат, 1973.- 352 с.