2.3 Призначення, будова, монтаж та технічне обслуговування апаратури керування та захисту верстату

Електрична апаратура, що застосовується в освітлювальних і силових мережах для цілей управління або захисту, може бути класифікована за різними ознаками.У залежності від природи явища, яке покладено в основу дії апаратів, їх можна розділити на: апарати ручного керування (рубильники, перемикачі, вимикачі, контролери), дія яких відбувається в результаті механічної дії на них зовнішніх сил; електромагнітні апарати (магнітні пускачі, контактори, електромагнітні реле), робота яких заснована на електромагнітних силах, що виникають при роботі апарату.У залежності від виконуваних функцій апарати поділяють на: комутаційні, призначені для включення і відключення різних ланцюгів. Комутаційна апаратура може бути неавтоматичного управління (рубильники, перемикачі, магнітні пускачі) і автоматичного керування (реле, контактори, автоматичні вимикачі); струмообмежуючі і пускорегулюючі (реостати, контролери); апарати захисту електричних ланцюгів (реле захисту, запобіжники). Апаратура може працювати в різних режимах: довгостроково, короткочасно або в умовах повторно-короткочасного навантаження. Апарати розрізняються також за такими ознаками: номінального струму і напрузі; числу полюсів (фаз); роду струму (постійний чи перемінний); увазі приєднання (з переднім або заднім приєднанням проводів); способу захисту від впливу навколишнього середовища (відкрите виконання, захищене, пиловологозахищене) та іншими ознаками.

Монтаж та технічне обслуговування апаратури керування і захисту

Технічне обслуговування електричних апаратів складається з огляду та чистки, котрі проводять один раз в три місяці, а також з перевірок їх стан та дрібний ремонт, виконаних за графіком або по мірі необхідності.

Більша частина пошкоджень комутаційних апаратів трапляються за контактів, а також вваслідок зменшення опору ізоляції обмоток та замикань останніх на корпусі. Відмова апартів може бути раптова та поступальна.

Раптові відмови апаратури бувають із зі пошкодження контактів та попадання поміж ними струмопровідних тіл, механічних перегрузок контактів внаслідок ударів та вібрації, їх зварювання та заліпання.

Поступове відмовлення апаратів виникає в результаті зношування та старіння деяких вузлів та деталей апарата. Найбільш пошир енна поломка електромагнітних апаратів, їх причини.

При технічному обслуговуванні електроапаратів напругою до 1000 В виконують наступним чином: чистку, усунення виявлених дефектів, контроль температури нагріву контактів, котушок та інших струмопровідних елементів, зачистку контактів від забруднення, окисів, підправка та регулювання одночасності їх замикання та розмикання, контроль температури та вміст масла в маслонаповнювальних апаратах; заміну плавких вставок та не підлягаючих до ремонту запобіжників; перевірку цілосності пломб на реле, наявність написів вказуючи назву на апаратах; контроль роботи апаратів сигналізації; перевірку справності електропроводки, заземлюючих устройств.

Магнітний пускач

Призначення

Пускач електромагнітний - це низьковольтне електромагнітне (електромеханічне) комбінований пристрій розподілу та управління призначене для пуску і розгону електродвигуна до номінальної швидкості, забезпечення його безперервної роботи, відключення живлення і захисту електродвигуна та підключених ланцюгів від робочих перевантажень. Пускач являє собою контактор (Мал. 2.4), комплектуватися додатковим устаткуванням: тепловим реле, додаткової контактної групою або автоматом для пуску електродвигуна, плавкими запобіжниками.

У пускачів магнітних по табличці і зовнішнім виглядом перевіряють тип, розмір, виконання. Знімають кришку захисного кожуха і видаляють тимчасові транспортні кріплення рухомої системи. Переконуються в комплектності поставки і відсутності механічних пошкоджень і слідів корозії на деталях пускача. Перевіряють хід рухомої системи в робочому положенні пускача (вертикальне).

Натискаючи без перекосу на виступи траверси, контролюють вільне переміщення якоря і повне повернення його у вихідне положення під дією зворотних пружин.

Будова

Мал. 2,2. Магнітний пускач

1 - підстава; 2 - рухомий контактний міст, 3 - нерухомий контакт; 4 - приєднувальний затискач; 5 - сердечник; 6 - якір; 7 - поворотна пружина; 8 - дугогасильні камери;

Принцип дії

при подачі напруги на котушку якір притягується до сердечника, нормально-відкриті контакти замикаються, нормально-закриті розмикаються. При відключенні пускача відбувається зворотна картина: під дією поворотних пружин рухливі частини повертаються у вихідне положення, при цьому головні контакти і нормально-відкриті блок контакти розмикаються, нормально-закриті блок контакти замикаються.

Автоматичний вимикач

Призначення

Автоматичний вимикач - це контактний комутаційний апарат, що спроможний вмикати, проводити та вимикати струм, коли електричний ланцюг у нормальному стані, а також вмикати, проводити протягом певного встановленого часу і вимикати струм при певному аномальному стані електричного ланцюга.

Автоматичний вимикач (механічний) (МЕС 441-14-20), «автомат» - це механічний комутаційний апарат, здатний включати, проводити і відключати струми при нормальному стані ланцюга, а також включати, проводити протягом заданого часу і автоматично відключати струми в зазначеному аномальному стані ланцюга, таких, як струми короткого замикання.

Мал. 2,3 Автоматичний вимикач

Будова

Автоматичний вимикач для монтажу на DIN-рейку конструктивно виконаний у діелектричному корпусі. Включення-відключення проводиться важелем (1 на малюнку 2,3), проводи приєднуються до гвинтових клем (2). Засувка (9) фіксує корпус вимикача на DIN-рейки і дозволяє при необхідності легко його зняти (для цього потрібно відтягнути засувку, вставивши викрутку в петлю засувки). Комутацію ланцюга здійснюють рухомий (3) і нерухомий (4) контакти. Рухомий контакт підпружинений, пружина забезпечує зусилля для швидкого розчеплення контактів. Механізм розчеплення приводиться в дію одним з двох розщіплювачем: тепловим або магнітним.

Тепловий розєднувач являє собою біметалеву пластину (5), що нагрівається протікаючим струмом. При протіканні струму вище допустимого значення біметалічна пластина вигинається і приводить в дію механізм розчеплення., розділ 8.6.1. тепловий розєднувач, складає 1,45 від номінального струму запобіжника. Налаштування струму спрацьовування виробляється в процесі виготовлення регулюючим гвинтом (6). На відміну від плавкого запобіжника, автоматичний запобіжник готовий до наступного використання після охолодження пластини.

Магнітний (миттєвий) розєднувач представляє собою соленоїд (7), рухомий сердечник якого також може приводити в дію механізм розчеплення. Струм, що проходить через запобіжник, тече по обмотці соленоїда і викликає втягування осердя при перевищенні заданого порогу. Миттєвий розєднувач, на відміну від теплового, спрацьовує дуже швидко (частки секунди), але при значно більшому перевищенні струму: в 2 ч 10 разів від номіналу, залежно від типу (автоматичні вимикачі поділяються на типи A, B, C і D залежно від чутливості миттєвого розчеплювача).

Під час розчеплення контактів може виникнути електрична дуга, тому контакти мають особливу форму і знаходяться в дугогасильні камері (8).

Принцип дії

Електричний струм подається через підводячий провід, який підключається до верхньої клемі, проходить через біметалічну пластину, потім через гнучкий провідник на котушку соленоїда, з котушки через гнучкий провідник на рухливий контакт, а потім іде через нижню гвинтову клему на підключену електромережу.

При перевантаженні, біметалічна пластина нагрівається, внаслідок чого згинається і приводить в дію механізм розчеплення, автоматичний вимикач відключається.

При короткому замиканні, струм великої сили проходить через котушку соленоїда, створюється електромагнітне поле, яке змушує сердечник (шток) соленоїда різко смикнути нагору, привести в дію механізм розчеплення і відключити автоматичний вимикач. При розмиканні рухомого контакту утворюється дуга, яка направляється в дугогасильні камери й загасає.

Запобіжники

Призначення

Запобіжник - електричний апарат, призначений для захисту електричних ланцюгів в ненормальних режимах роботи: теплові перевантаження і коротке замикання (КЗ). Його включають послідовно в ланцюг захищається обєкта (апарату, обладнання тощо). Основним елементом запобіжника є плавка вставка (мідна, алюмінієва, цинкова, мідна посріблена) з плоскої пластини з вузькими перешийками або з металевої круглої дроту, яка розплавляється за ненормальних режимах роботи. Плавка вставка запобіжника не повинна перегоряти при струмі, що дорівнює 120-130% від номінального струму протягом години. При струмі 200% від 1ном вона повинна спрацьовувати протягом години.

ПР-2 - запобіжник розбірний. Ці запобіжники випускаються на номінальні струми від 6 до 1000 А і номінальну напругу до 500 В. Знаходять застосування як в установках постійного, так і змінного струму. Корпус запобіжника представляє собою герметичний круглий патрон, виконаний з газогенеруючих матеріалу (фібри), мал.2,4 а. Він складається з циліндра 3, латунної обойми 4 і латунного ковпачка 5. Плавка вставка 1 штампується з цинку, має одне або кілька звужень (залежно від номінальної напруги), мал.2,4 в). При відповідному струмі плавка вставка плавиться в місці звуження і виникає електрична дуга. Під дією високої температури дуги стінки патрона виділяють гази (водень, вуглекислий газ). Тиск у патроні за частки напівперіоду піднімається до 4-8 МПа. Під дією газового середовища підвищеного тиску дуга швидко гасне. Плавка вставка 1 притискається до латунної обоймі 4 ковпачком 5, який є вихідним контактом, мал.2,4 а). У запобіжниках на струми більше 60 А плавка вставка 1 приєднується до контактних ножам 2, мал.2,4 6).

Будова

Мал. 2,4 Заопбіжник

Принцип дії

Основними елементами Запобіжників ПР-2 (ЗР-2) є топка вставка, яка додається до розсічки захищаємого кола, й дугогасящого пристрою (корпусу запобіжника), що гасить дугу, яка виникає після плавлення вставки.

Процес гасіння дуги в Запобіжнику ПР-2 (ЗР-2) відбувається наступним чином. При відключенні згорають звужені перешийки топкої вставки, після чого виникає дуга. Під дією високої температури в герметичному патроні відбувається збільшення тиску, у звязку з чим піднімається вольт - амперна характеристика дуги, що сприяє її швидкому гасінню.

Топка вставка Запобіжника ПР-2 (ЗР-2) має від одного до чотирьох звужень в залежності від номінальної напруги. Звужені участки сприяють швидкому її топленню при короткому замиканні та створюють процес токообмеження.

Оскільки гасіння дуги в Запобіжнику ПР-2 (ЗР-2) відбувається дуже швидко (0,002с), можно вважати, що розширені частини вставки в процесі гасіння залишаються нерухомими.

Теплове реле

Призначення

Теплові реле - це електричні апарати, призначені для захисту електродвигунів від струмового перевантаження. Найбільш поширені типи теплових реле - ТРП, ТРН, РТЛ і РТТ.

Принцип дії

Довговічність енергетичного обладнання в значній мірі залежить від перевантажень, яким воно піддається під час роботи. Для будь-якого обєкта можна знайти залежність тривалості протікання струму від його величини, при яких забезпечується надійна і тривала експлуатація обладнання. Ця залежність представлена на (Мал. 2,5).

При номінальному струмі допустима тривалість його протікання дорівнює нескінченності. Протікання струму, більшого, ніж номінальний, призводить до додаткового підвищення температури і додатковому старіння ізоляції. Тому чим більше перевантаження, тим короткочасні вона допустима. Мал.

2.4 на малюнку встановлюється виходячи з необхідної тривалості життя обладнання. Чим коротше його життя, тим більші перевантаження допустимі

Пристрій теплового реле типу ТРП

Біметалева пластина теплового реле ТРП має комбіновану систему нагріву. Пластина 1 нагрівається як за рахунок нагрівача 5, так і за рахунок проходження струму через саму пластину. При прогині кінець біметалічної пластини впливає на пригающій контактний місток 3.

Теплове реле ТРП дозволяє мати плавне регулювання струму спрацьовування в межах (± 25% номінального струму уставки). Це регулювання здійснюється ручкою 2, яка змінює первісну деформацію пластини. Таке регулювання дозволяє різко знизити число потрібних варіантів нагрівача.

Мал. 2,5. Теплове реле типу ТРП

Висока температура спрацьовування (вище 200 ° С) зменшує залежність роботи реле від температури навколишнього середовища.

Уставка теплового реле ТРП змінюється на 5% при зміні температури навколишнього середовища на КУС.

Висока ударо-і вібростійкість теплового реле ТРП дозволяють використовувати його в самих важких умовах.

Реле ТРН

У ряді магнітних пускачів застосовується двофазне теплове реле типу ТРН (Мал. 2,7). Це реле вбудовується в магнітні пускачі. Реле ТРН складається з пластмасового корпусу, розділеного на три осередки. У крайніх клітинках розміщені нагрівальні елементи 1, у середній - температурний компенсатор 3, регулятор струму спрацьовування 4, механізм розчеплювача, який розмикає контакт місткового типу і важіль ручного повернення. Шкала регулятора розбита на 10 поділок: пять у бік збільшення і пять у бік зменшення. Ціна одного ділення 5%. Внаслідок цього ток уставки можна регулювати в межах ± 25% від номінального струму.

При протіканні струму перевантаження через нагрівальний елемент основна біметалічна платівка 2, деформуючись (показано пунктиром), переміщує вправо штовхач 10, повязаний жорстко з біметалічною платівкою 3 температурного компенсатора.

Напрямок деформації платівки температурного компенсатора протилежно напрямку деформації основної платівки. Деформація незначна за абсолютною величиною.

Внаслідок цього, незважаючи на протидію, платівка температурного компенсатора починає переміщатися теж вправо. При цьому засувка 7 звільняється, і штанга розчеплювача 6 під дією пружини 9 відходить вгору, а контакти 8 реле розмикаються.

Будова

1. нагрівальний елемент,

2. біметалічна пластина,

3. біметалічна пластина температурного компенсатора,

4. ексцентриковий механізм регулятора,

5. движок уставки,

6. штанга розчеплювача,

7. клямка,

8. контакти,

9. пружина,

10. штовхач реле.

Мал. 2,6. Теплове реле типу ТРН

Реле ТРП

Однополюсні теплові струмові реле серії ТРП з номінальним струмом від 1 до 150 А встановлюють по два у магнітні пускачі типів ПА-400, ПА-500, ПА-600. Реле серії ТРП (Мал. 2,8) має комбінований нагрівання, тобто струм захищається електродвигуна пропускається через нагрівач 4 і біметалічну платівку 3, зєднані між собою паралельно. Для кожної серії реле виготовляють змінні нагрівачі. Крім того, струм уставки можна регулювати. Шкала регулятора розбита на десять поділок: пять у бік плюс і пять у бік мінус. Ціна одного ділення 5% від струму нагрівального елемента. Струм уставки можна змінити в межах ± 25%.