Меню Рубрики

Защита электрооборудования от перегрузок и коротких замыканий

"За статью проголосовало 671 человек"

text-align:center;line-height:normal">
ЗАЩИТА УСТРОЙСТВ ОТ ПЕРЕГРУЗОК И ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

text-align:right;line-height:normal">
Мангушев Виталий Иванович

text-align:right;line-height:normal">
студент 2 курса, кафедры электроэнергетики и электротехники ДВФУ, РФ, г. Владивосток

text-align:right;line-height:normal">
Симонович Денис Алексеевич

text-align:right;line-height:normal">
студент 2 курса, кафедры электроэнергетики и электротехники ДВФУ, РФ, г. Владивосток

text-align:right;line-height:normal">
Глушак Лариса Владимировна

text-align:right;line-height:normal">
научный руководитель, канд. техн. наук, доцент кафедры электроэнергетики и электротехники, ДВФУ, РФ, г. Владивосток

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Развитие электроэнергетики идет параллельно прогрессу человечества, так как всё более и более возрастают потребности человека в электрофицировании.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Если вначале XX века использовалось мало электрических устройств, то уже в наше время практически в каждом доме есть чувствительное и одновременно мощное оборудование.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Развитие электротехники и увеличение потребления энергии привело к потребности и в качественной защите устройств от перепада напряжения, скачков тока и короткого замыкания, так как они происходили всё чаще и чаще.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Нужна защита.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Однако это уже сделал Томас Эдисон, когда изобрел и запатентовал первый предохранитель в 1880 году обеспечивающий разрыв от сети при любой перегрузке. Он представлял собой плавкую вставку, заключенную в стеклянную колбу, но это было только начало. Развитие и совершенствование предохранителей прошло долгий путь до наших дней, но именно в наше время они приобрели такую необходимость.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Предохранитель стал неотъемлемой частью нашей жизнедеятельности, мы не замечаем, но они участвуют во всех процессах электроэнергетики, оберегая стабильность работы электрооборудования.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Но потребовалось их разнообразие, так как используются они в разных местах и условиях, как, например, высоковольтный предохранитель на трансформаторной установке в условиях сурового севера или простой предохранитель у вас в доме…

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
В электротехнике различают два вида электрических предохранителей: плавкие и автоматические предохранители.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Плавкий или одноразовый предохранитель является самым слабым участком электрической цепи, который срабатывает в аварийном режиме, благодаря чему, цепь разрывается и происходит предотвращение разрушения более важных элементов электрической цепи высокими температурами, вызванными резким увеличение силы тока [1. с. 59].

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Плавкие предохранители предназначены на напряжения от 600 В до 35000 В, а также на токи от миллиампер до 1000 ампер. Многообразие конструкций плавких предохранителей обуславливается их широким применением в быту и различных сферах хозяйства. Тем не менее, все одноразовые предохранители имеют одни и те же основные элементы: плавкую вставку; контактное присоединительное устройство; корпус; дугогасящую среду, или устройство.

text-align:center;line-height:150%">

text-align:center;line-height:normal">
Рисунок 1. Плавкие предохранители

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Процесс срабатывания плавкого предохранителя можно разделить на несколько этапов: нагревание вставки до температуры плавления, непосредственно плавление и испарение вставки, возникновение, а затем гашение электрической дуги с восстановлением изолирующих свойств образующегося изоляционного промежутка.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Все одноразовые предохранители должны удовлетворять некоторым условиям:

text-align:justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
·Зависимость времени перегорания плавкой вставки от тока (времятоковая характеристика) проходит ниже времятоковой характеристики защищаемого объекта.

text-align:justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
·Время срабатывания плавкого предохранителя минимально возможное.

text-align:justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
·Предохранитель имеет высокую отключающую способность.

text-align:justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
·Конструкция предохранителя обеспечивает быструю замену плавкой вставки, при выходе ее из строя.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Для производства плавких вставок используются серебро, медь и другие металлы. Серебро имеет стабильную электрическую проводимость, высокий срок службы, низкие значения удельной теплоемкости и теплоты плавления, не требует предварительной обработки. Однако серебро значительно дороже других металлов, и поэтому чаще мы можем встретить предохранитель с медной плавкой вставкой, так как медь обладает схожими с серебром физическими свойствами. Тем не менее медная плавкая вставка имеет гораздо меньший, по сравнению с серебром срок службы. Так же медь активно окисляется, что пагубно влияет на защитные свойства предохранителя. В особенности, на плавкие вставки из меди разрушающе действуют циклические нагрузки, однако их действия снижают, размещая медь в песчаном наполнителе, благодаря чему температура распределяется более равномерно вдоль всего плавкого элемента.

Читайте также:  Зарядное устройство для шуруповерта bosch al1814cv схема

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Автоматический предохранитель — это коммутационное устройство, способное проводить ток в нормальном состоянии цепи, и отключать ток при возникновении в цепи аномального состояния. Аномальным состоянием может быть ток перегрузки, короткое замыкание или пониженное напряжение. Автоматы необходимы для многоразовой защиты электрических установок от перегрузок. Как правило автоматы защиты устанавливаются в начале линии. Главным отличием от плавкого предохранителя является возможность многоразового использования.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Автоматический выключатель производится в диэлектрическом корпусе. Включение и выключение автомата выполняется с помощью передвижения специального рычажка в соответствующее положение. Провода подсоединяются к винтовым клеммам. Коммутацию цепи обеспечивают два контакта: подвижный и неподвижный. Подвижный контакт оснащен пружиной, необходимой для быстрого расщепления контактов. Процесс расщепления приводится в действие одним из двух расцепителей: магнитным или тепловым.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Электромагнитный расцепитель срабатывает мгновенно. Он состоит из соленоида с подвижным сердечником, который приводит в действие механизм расцепления. Ток, текущий по обмотке соленоида, при превышении заданного порога тока, производит втягивание сердечника. Время срабатывания такого расцепителя гораздо меньше теплового, но расцепление достигается при увеличении номинального тока в 2—10 раз. В зависимости от чувствительности электромагнитного расцепителя автоматические выключатели делятся на классы (B, C, D).

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Тепловой расцепитель является биметаллической пластиной, которая нагревается протекающим по ней током. Механизм расцепления происходит в результате сгибания биметаллической пластины, которое вызвано протеканием через нее тока, выше допустимого значения. Время срабатывания такого расцепителя может меняться в пределах от секунды до часа. Ток срабатывания может меняться регулировочным винтом. После остывания пластины автомат готов к повторному использованию.

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
В процессе расцепления контактов автоматического выключателя может возникнуть электрическая дуга. Поэтому контакты, имеющие особую форму, находятся рядом с дугоснимательной решеткой.

text-align:center;line-height:150%">

text-align:center;line-height:normal">
Рисунок 2. Внутреннее устройство автоматического выключателя

justify;text-indent:1.0cm;line-height:150%">
Предохранители часть нашей жизни повсеместно. Чаще всего мы вспоминаем о них, когда они «перегорают», тем самым спасая наши устройства и технику от нестабильности. Качественный предохранитель — актуальная проблема современности, выбирать его приходится исходя из целей его объекта защиты, природных или температурных условий, размера, долговечности, но благодаря производителям, в настоящее время существует огромный спектр их разнообразности позволяющий предохранять устройства в любом месте и в любой форме.

margin-left:1.0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-indent:-1.0cm;
line-height:150%">
Список литературы:

margin-bottom:0cm;margin-left:1.0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;
text-indent:-1.0cm;line-height:150%">
1.Андреев В.А. «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения» изд.: «Высшая школа» 2001 г. — 644 с.

Читайте также:  Воздуховод для печи длительного горения

margin-bottom:0cm;margin-left:1.0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;
text-indent:-1.0cm;line-height:150%">
2.Чунихин А.А. «Электрические аппараты: Общий курс.» Учебник для вузов. 4-е изд., стереотипное. М.:ООО Альянс, 2008 г. — 721 с.

Все существующие эксплуатируемые или вновь сооружаемые электрические сети должны быть обеспечены необходимыми и достаточными средствами защиты, прежде всего, от поражения электрическим током людей, работающих с этими сетями, участков цепей и электрооборудования от токов перегрузки, токов короткого замыкания, пиковых токов. Эти токи могут привести к повреждению как самих сетей, так и электроприборов, работающих в этих сетях.

Каждая трансформаторная подстанция, каждая воздушная линия, каждая кабельная линия и распределительные внутридомовые сети, каждый электроприёмник имеют аппараты защиты, обеспечивающие их бесперебойную и надежную работу.

Таких аппаратов на данный момент в мире имеется огромный выбор. Их можно подобрать по типу, по способу подключения, по параметрам защиты. Аппараты защиты электрооборудования и электрических сетей очень обширная группа и включает в себя такие аппараты как: плавкие вставки (предохранители), автоматические выключатели, разнообразные реле (токовые, тепловые, напряжения и т. п.).

Плавкие предохранители защищают участок цепи от токовых перегрузок и коротких замыканий. Разделяются на одноразовые предохранители и предохранители со сменными вставками. Используются и в промышленности и в быту. Существуют предохранители работающие на напряжении до 1кВ и так же высоковольтные предохранители установленные, работающие на напряжении выше 1000В (например, плавкие предохранители на трансформаторах собственных нужд подстанций 6/0,4 кВ). Удобство в эксплуатации, простота конструкции и легкость при замене обеспечили предохранителям очень большую распространенность.

Подробнее про плавкие предохранители и их использование для защиты электроустановок смотрите здесь:

Автоматические выключатели играют ту же роль, что и предохранители. Только по сравнению с ними имеют более сложную конструкцию. Но при этом пользоваться автоматическими выключателями гораздо удобнее. В случае возникновении, например, короткого замыкания в сети в следствии старения изоляции, автоматический выключатель отключит от питания повреждённый участок. При этом сам легко восстанавливается, не требует замены на новый и после проведения ремонтных работ будет снова защищать свой участок сети. Так же пользоваться выключателями удобно при проведении каких либо регламентных ремонтных работ.

Производятся автоматические выключатели с широким спектром номинальных токов. Что позволяет подобрать нужный практически под любую задачу. Работают выключатели на напряжении до 1 кВ и на напряжении свыше 1кВ (высоковольтные выключатели).

Высоковольтные выключатели, для обеспечения чёткого расцепления контактов и предотвращения появления дуги производятся вакуумными, наполненными инертным газом или маслонаполненными.

В отличии от плавких предохранителей автоматические выключатели производятся как для однофазных так и для трехфазных сетей. То есть существуют одно-, двух-, трех-, четырехполюсные выключатели контролирующие три фазы трехфазной сети.

Например, при появлении короткого замыкания на землю одной из жил питающего кабеля электродвигателя автоматический выключатель отключит питание на всех трех, а не на одной поврежденной. Так как после исчезновения одной фазы электродвигатель продолжил бы работу на двух. Что не допустимо, так как является аварийным режимом работы и может привести к преждевременному выходу его из строя. Автоматические выключатели производятся для работы с постоянным и переменным напряжением.

Читайте также:  Диваны российского производства по итальянской технологии

Подробнее про автоматические выключатели смотрите здесь:

Про выключатели на напряжение выше 1000В:

Так же для защиты электрооборудования и электрических сетей разработано множество разнообразных реле. Под каждую задачу можно подобрать необходимое реле.

Тепловое реле — самый распространённый тип защиты электродвигателей, нагревателей, любых силовых приборов от токов перегрузки. Принцип его действия основан на возможности электрического тока нагревать проводник, по которому он протекает. Основная часть теплового реле – биметаллическая пластина. Которая при нагревании изгибается и тем самым разрывает контакт. Нагрев пластины происходит при превышении током его допустимого значения.

Токовые реле , контролирующие величину тока в сети, реле напряжения , реагирующие на изменения напряжения питания, реле дифференциального тока , срабатывающие при возникновения тока утечки.

Как правило такие токи утечки весьма малы, и автоматические выключатели совместно с предохранителями на них не реагируют, но могут вызвать смертельное поражение человека при контакте его с корпусом неисправного прибора. При большом количестве электроприёмников требующих подключения через дифференциальное реле, для уменьшения габаритов силового щита, питающего эти электроприёмники, используют комбинированные автоматы.

Сочетающие в себе устройства автоматического выключателя и дифференциального реле (автоматы дифференциальной защиты или дифавтоматы). Часто использование таких комбинированных защитных устройств бывает весьма актуально. При этом снижаются габариты силового шкафа, облегчается монтаж и следовательно уменьшаются затраты на установку.

На основе реле на производстве собирают шкафы релейных защит. Сборные шкафы релейных защит обеспечивают стабильную работу потребителей разных категорий. Примером подобной защиты является собранный на базе реле и цифровых блоков защит автоматический ввод резерва (АВР). Надежный способ обеспечения потребителей резервным электроснабжением, при потере основного.

Для работы АВР необходимо наличие хотя бы двух источников питания. Для потребителей первой категории наличие устройства АВР является обязательным условием. Так как перебои в электроснабжении для этой категории потребителей может привести к опасности для жизни людей, нарушению технологических процессов, материальному ущербу.

Устройства защиты должны выбираться согласно параметрам потребителя, характеристике проводников, токов короткого замыкания, типа нагрузки.

Защита электрооборудования и электрических сетей от токов короткого замыкания и значительных по величине и продолжительных перегрузок осуществляется предохранителями с плавкими вставками и автоматическими выключателями. При выборе аппаратов защиты должны быть соблюдены следующие условия:

– номинальное напряжение предохранителя должно быть равно или больше номинального напряжения сети, т.е. Uн пр >Uн;

– плавкая вставка предохранителя не должна плавиться при расчетном токе ;

– плавкая вставка не должна расплавляться при пиковых токах:

Коэффициент α зависит от числа потребителей, защищаемых предохранителем, и принимается α = 1,6 . 2.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9032 — | 7258 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector