Исследование автоматического выключателя
Цель работы: изучение конструкции и принципа действия автоматического выключателя, исследование защитной характеристики автоматического выключателя.
Приборы и оборудование
Амперметр Э365, Iн = 100 А..
Нагрузочный трансформатор U1Н = 220 В, U2Н = 6 В.
Автоматический выключатель АП50-3МТ, IН = 50 А...
Электросекундомер ПВ-53.
Теоретические сведения
Автоматический воздушныйвыключатель (автомат) – это аппарат, предназначенный для нечастых включений и отключений электрической цепи при нормальной нагрузке, а также для автоматического отключения цепи при возникновении ненормальных режимов, перегрузки, коротких замыканий и исчезновения или снижения напряжения.
Название «воздушный» выключатель получил потому, что электрическая дуга, возникающая между его контактами при отключении цепи, гасится в среде окружающего воздуха.
Различают несколько разновидностей выключателей: универсальные (работают на постоянном и переменном токе), установочные (предназначаются для установки в общедоступных помещениях), быстродействующие постоянного тока, гашения магнитного поля мощных генераторов и др.
Структурная схема конструкции универсальных и установочных автоматов в основном одинакова. Контакты К производят замыкание и размыкание электрической цепи. Они заключены в дугогасительную камеру, назначение которой – быстро гасить дугу и предотвращать выброс ионизированных газов из дугового промежутка
Контакты К связаны с приводом П через механизм свободного расцепления МСР. на который могут воздействовать также установленные в автомате различные расцепители РЗ, РН и отключающая катушка ОК. Благодаря наличию МСР, отключение автомата происходит при возникновении аварийного режима независимо от положения рукоятки привода.
Расцепители выполняют роль защитных элементов, реагирующих на отклонение определенного параметра от своего нормального значения. Они представляют собой электромагнитные или термобиметаллические реле, измерительные органы которых включены в электрическую цепь, а исполнительные – воздействуют на отключение контактов автомата К.
Автоматы могут снабжаться блок-контактами БК. Установочные автоматы чаще всего используются для защиты электроустановок от сверхтоков перегрузки и коротких замыканий КЗ. Этот тип автоматов позволяет заменить собой в распределительных устройствах неавтоматические выключатели и предохранители. Их применение вместо плавких предохранителей имеет следующие преимущества:
– при перегрузках или КЗ отключаются сразу три фазы, что устраняет возможность неполнофазного режима работы трехфазных двигателей;
– снижаются простои, так как на включение сработавшего автомата требуется меньше времени, чем на замену перегоревшего предохранителя,
– время-токовые характеристики защиты от перегрузок автоматов больше соответствуют параметрам защищаемого электрооборудования, чем предохранители.
Выключатели состоят из следующих основных элементов: главной контактной системы, дугогасительной системы, привода, расцепляющего устройства, расщепителей и вспомогательных контактов.
Рис.1. Эскиз кинематических связей
При номинальном режиме ток проходит по контактам 1, нагревательному элементу 6 и катушке 9 электромагнитного расцепителя и далее к нагрузке (рис1). При нагрузке ток, проходя по нагревателю теплового реле, нагревает биметаллическую пластину 7, которая изгибается и действует на рычаг 5, который связан с защёлкой 4, которую он приподнимает. Защёлка 3 освобождается и под действием пружины 2 контакт 1 размыкается. При КЗ электромагнит 9 расцепителя втягивает сердечник 10 и толкателем 8 воздействует на рычаг 5, происходит автоматическое отключение.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомится с конструкцией и принципом действия автомата. Составить эскиз кинематических связей подвижных элементов автомата, паспортные характеристики которого представлены в табл. 1.1.
Таблица 1.1