Меню

Условия эксплуатации автоматического выключателя

Эксплуатация автоматических выключателей

Промышленностью выпускаются установочные автоматические выключатели с электромагнитным расцепителем, предназначенные для защиты от коротких замыканий; с электротепловым расцепителем, предназначенные для защиты от перегрузок; с комбинированным (электромагнитным и тепловым) расцепителем; с расцепителем минимального напряжения, а также с независимым расцепителем, позволяющим отключать автоматический выключатель с помощью сигналов от внешних устройств. Общий вид автоматического выключателя представлен на рис. 7.4.

Сила тока уставки электромагнитного расцепителя при защите электродвигателей с короткозамкнутым ротором должна составлять от 1,5 до 1,8 значения пускового тока электродвигателя.

Рис. 7.4. Автоматический выключатель

Автоматические выключатели серий А-3700, ВА и их аналоги по роду максимальной защиты имеют токоограничивающее и селективное исполнения. Расцепители токовой защиты выполняют: для токоограничивающих выключателей — на полупроводниковых, биметаллических и электромагнитных элементах; для селективных выключателей — на полупроводниковых элементах. Кроме того, выключатель может иметь расцепитель минимального напряжения и независимый отключающий расцепитель для дистанционного отключения.

В процессе эксплуатации автоматические выключатели подвергаются техническому уходу и текущим ремонтам, после чего их испытывают.

При проверке и испытании автоматических выключателей выполняют следующее: внешний осмотр, измерение сопротивления изоляции и ее испытание напряжением промышленной частоты, проверку действия минимальных, максимальных или независимых расцепителей. При внешнем состоянии проверяют соответствие установленных автоматических выключателей параметрам сети; отсутствие внешних повреждений и наличие пломб на блоках полупроводниковых расцепителей. Сопротивление изоляции проверяют мегомметром на 1000 В. При неудовлетворительной изоляции необходимо выяснить причины: снять дугогасительные камеры и проверить состояние полюсов, отсутствие загрязнений и подключение к полюсам внешней коммутации, возможность загрязнения платы выключателя. После устранения причины пониженного сопротивления его изоляцию повторно проверяют.

При настройке выключателей с полупроводниковыми расцепителями необходимо проверить: номинальное напряжение сети, номинальный ток расцепителя, кратность тока срабатывания в зоне КЗ, время срабатывания в зоне перегрузки, время срабатывания в зоне КЗ для выключателей селективного исполнения, напряжение питания дистанционного расцепителя и блока управления при его питании от постороннего источника.

Для проверки работоспособности выключателей е полупроводниковыми расцепителями необходимо подать оперативное напряжение, опробовать вручную и дистанционно включение и отключение выключателя. Тепловые и электромагнитные расцепители калибруют на заводе-изготовителе, поэтому в процессе наладки и эксплуатации регулировке они не подлежат (при наладке проверять только их работоспособность).

Проверку работоспособности электротепловых расцепителей проводят трехкратным однофазным переменным номинальным током расцепителя. Работоспособность электромагнитных расцепителей проверяют переменным или постоянным током (в зависимости от того, для какого тока предназначен выключатель) следующим образом: регулировочным устройством быстро увеличивают ток до значения, превышающего на 15 % ток срабатывания электро-

магнитного расцепителя, при этом выключатель должен отключиться. Затем отключают ток нагрузочного устройства, включают выключатель и, не изменяя положение ручек регулировочного устройства, включают толчком ток от нагрузочного устройства, при этом выключатель должен отключиться. Не изменяя значения тока, проверяют работоспособность электромагнитных расцепителей других полюсов. Срабатывание электромагнитного расцепителя каждого полюса и отключение выключателя должны происходить при токе уставки, указанном на щитке, с допустимыми отклонениями ±33 % для новых выключателей за время не более 0,04 с. Для выключателей, бывших длительное время в эксплуатации, отклонения тока срабатывания могут достигать ±30 %.

Испытание расцепителей автоматических выключателей производится на специальных стендах, обеспечивающих необходимые токи испытаний.

На рис. 7.5 представлена принципиальная электрическая схема одного из вариантов стенда. Автотрансформатор ТУ1 (например, РН0-250-10) предназначен для регулирования напряжения на первичной обмотке разделительного трансформатора ТУ2 (например, ОСМ1 — 1,0). Выход трансформатора ТУ2 включен через трансформатор тока ТА (УТТ-1). Трансформатор тока ТА имеет зажимы для выбора требуемого диапазона токов: 15, 50, 150, 600 А. Диапазон токов изменяется с помощью перемычки а-б. В цепи «Наладка» включен вспомогательный автоматический выключатель ()Т2, который не должен срабатывать при испытательных токах. В цепи «Испытание» включены последовательно выключатель- разъединитель (Д5 (ВП-32, 100 А) и испытуемый автоматический выключатель (ЖЗ. Автоматический выключатель (Ж1 (ВМ-40, /„ = 32 А, тип расцепителя О) предназначен для включения стенда в однофазную сеть 220 В.

Читайте также:  Как должен работать проходной выключатель

Вольтметр РУ используется для контроля выходного напряжения. Для автоматического включения и отключения секундомера РТ служит реле тока КА (типа РТ-40).

При испытаниях включают (ЖЗ (разъединитель ()5 отключен). Включают (ДР2. Автотрансформатором ТУ1 выставляют требуемый испытательный ток, затем отключают ()Р2 и включают ()5. Срабатывает токовое реле КА и включает секундомер РТ. При срабатывании расцепителя автоматического выключателя (ЖЗ

Рис. 7.5. Принципиальная электрическая схема стенда для испытания и наладки автоматических выключателей

ток во вторичной цепи прерывается, отключаются реле КА и секундомер РТ.

Расцепители автоматического выключателя сначала испытываются пофазно, а потом мри последовательном соединении всех элементов. При пофазной проверке сначала испытывается тепловой расцепитель. Кратность тока перегрузки выбирают по защитной характеристике автоматического выключателя (обычно 1,3/,, ,, и 2,6/„р). Затем увеличивают перегрузку до значения тока отсечки и проверяют срабатывание электромагнитного расцепителя.

Согласно ТКП 339-2011, проверка действия автоматических выключателей включает:

  • ? проверку сопротивления изоляции. Проводится у выключателей на номинальный ток 400 А и более. Значение сопротивления изоляции — не менее 1 МОм;
  • ? проверку действия расцепителей. Проверяется действие расцепителя мгновенного действия. Выключатель должен срабатывать при токе не более 1,1 верхнего значения тока срабатывания выключателя, указанного изготовителем.

В электроустановках, выполненных согласно требованиям п. 6 ТКП 45-4.04-149, проверяются все вводные и секционные выключатели, выключатели цепей аварийного освещения, пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения, а также не менее 2 % выключателей распределительных и групповых сетей.

В других электроустановках испытываются все вводные и секционные выключатели, выключатели цепей аварийного освещения, пожарной сигнализации и автоматического пожаротушения, а также не менее 1 % остальных выключателей.

Проверка проводится в соответствии с указаниями изготовителей. При выявлении выключателей, не отвечающих установленным требованиям, дополнительно проверяется удвоенное количестве выключателей.

Источник



Автоматические выключатели

Как работает автоматический выключатель

Автоматические выключатели (выключатели, автоматы) являются коммутационными электрическими аппаратами, предназначенными для проведения тока цепи в нормальных режимах и для автоматической защиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов (токов короткого замыкания, токов перегрузки, снижения или исчезновения напряжения, изменения направления тока, возникновения магнитного поля мощных генераторов в аварийных условиях и др.), а также для нечастой коммутации номинальных токов (6-30 раз в сутки).

Благодаря простоте, удобству, безопасности обслуживания и надежности защиты от токов короткого замыкания эти аппараты широко применяются в электрических установках малой и большой мощности.

Автоматические выключатели относятся к коммутационным аппаратам ручного управления, однако многие типы имеют электромагнитный или электродвигательный привод, что дает возможность управлять ими на расстоянии.

Выключаются автоматы обычно вручную (приводом или дистанционно), а при нарушении нормального режима эксплуатации (появление сверхтоков или снижение напряжения) — автоматически. При этом каждый автомат снабжается расцепителем максимального, а в некоторых типах расцепителем минимального напряжения.

По выполняемым функциям защиты автоматические выключатели делятся на автоматы: максимального тока, понижения напряжения и обратной мощности.

Автоматы максимального тока служат для автоматического размыкания электрической цепи при возникновении в ней токов короткого замыкания и перегрузок сверх установленного предела. Заменяя собой, рубильник и плавкий предохранитель, они обеспечивают более надежную и избирательную защиту при нештатных режимах.

Если условия среды отличны от нормальных (влажность воздуха выше 85% и в нем содержатся примеси вредных паров), то автоматические выключатели следует помещать в ящики и шкафы пылевлагонепроницаемого и химостойкого исполнения.

Читайте также:  Куда должен включаться выключатель света

Классификация

Автоматические выключатели подразделяются на:

  • установочные автоматические выключатели имеют защитный изоляционный (пластмассовый) корпус и могут устанавливаться в общедоступных местах;
  • универсальные — не имеют такого корпуса и предназначены для установки в распределительных устройствах;
  • быстродействующие (собственное время срабатывания не превышает 5 мс);
  • небыстродействующие (от 10 до 100 мс);

Быстродействие обеспечивается самим принципом действия (поляризованный электромагнитный или индукционно-динамический принципы и др.), а также условиями для быстрого гашения электрической дуги. Подобный принцип используется в токоограничивающих автоматах;

  • селективные , имеющие регулируемое время срабатывания в зоне токов короткого замыкания;
  • автоматы обратного тока , срабатывающие только при изменении направления тока в защищаемой цепи;
  • Поляризованные автоматы отключают цепь только при нарастании тока в прямом направлении, неполяризованные — при любом направлении тока.

Особенности конструкции и принцип действия автомата определяются его назначением и сферой применения.

Включение и выключение автомата может производиться вручную, электродвигательным или электромагнитным приводом.

Ручной привод применяется при номинальных токах до 1000 А и обеспечивает гарантируемую предельную коммутационную способность вне зависимости от скорости движения включающей рукоятки (оператор должен производить операцию включения решительно: начав — доводить до конца).

Электромагнитный и электродвигательный приводы питаются от источников напряжения. Схема управления привода должна иметь защиту от повторного включения на короткозамкнутую цепь, при этом процесс включения автомата на предельные токи короткого замыкания должен прекратиться при напряжении питания 85 — 110% от номинального.

При перегрузках и токах короткого замыкания отключение выключателя производится независимо от того, удерживается ли рукоятка управления во включенном положении.

Важной составной частью автомата является расцепитель , который контролирует заданный параметр защищаемой цепи и воздействует на расцепляющее устройство, отключающее автомат. Кроме того, расцепитель позволяет производить дистанционное отключение автомата. Наиболее широкое распространение получили расцепители следующих типов:

  • электромагнитные для защиты от токов короткого замыкания;
  • тепловые для защиты от перегрузок;
  • комбинированные;
  • полупроводниковые, обладающие большой стабильностью параметров срабатывания и удобством в настройке.

Для коммутации цепи без тока или для редких коммутаций номинального тока могут применяться автоматы без расцепителей.

Выпускаемые промышленностью серии автоматических выключателей рассчитаны на применение в различных климатических поясах, размещение в местах с разными условиями эксплуатации, на работу в условиях, различных по механическим воздействиям и по взрывоопасности среды, и обладают разной степенью защиты от прикосновения и от внешних воздействий.

Информация о конкретных типах аппаратов, их типоисполнениях и типоразмерах приведена в нормативно-технических документах. Как правило, таким документом являются Технические условия (ТУ) завода . В некоторых случаях с целью унификации для изделий, имеющих широкое применение и производимых несколькими предприятиями, уровень документа повышается (иногда до уровня Государственного стандарта).

Автоматические выключатели состоят из следующих основных узлов:

  • контактной системы;
  • дугогасительной системы;
  • расцепителей;
  • механизма управления;
  • механизма свободного расцепления.

Контактная система состоит из неподвижных контактов, закрепленных в корпусе, и подвижных контактов, шарнирно посаженных на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, обычно, одинарный разрыв цепи.

Дугогасительное устройство устанавливается в каждом полюсе выключателя и предназначается для локализации электрической дуги в ограниченном объеме. Оно представляет собой дугогасительную камеру с деионной решеткой из стальных пластин. Могут быть предусмотрены также искрогасители, представляющие собой фибровые пластины.

Механизм свободного расцепления представляет собой шарнирный 3- или 4-звенный механизм, который обеспечивает расцепление и отключение контактной системы как при автоматическом, так и при ручном управлении.

Электромагнитный максимальный расцепитель тока , представляющий собой электромагнит с якорем, обеспечивает автоматическое отключение выключателя при токах короткого замыкания, превышающих уставку по току. Электромагнитные расцепители тока с устройством гидравлического замедления срабатывания имеют обратнозависимую от тока выдержку времени для защиты от токов перегрузки.

Читайте также:  Как соединить двойной выключатель с лампочками

Тепловой максимальный расцепитель представляет собой термобиметаллическую пластину. При токах перегрузки деформация и усилия этой пластины обеспечивают автоматическое отключение выключателя. Выдержка времени уменьшается с ростом тока.

Полупроводниковые расцепители состоят из измерительного элемента, блока полупроводниковых реле и выходного электромагнита, воздействующего на механизм свободного расцепления автомата. В качестве измерительного элемента используется трансформатор тока (на переменном токе) или дроссельный магнитный усилитель (на постоянном токе).

Полупроводниковый расцепитель тока допускает регулировку следующих параметров:

  • номинального тока расцепителя;
  • уставки по току срабатывания в зоне токов короткого замыкания (ток отсечки);
  • уставки по времени срабатывания в зоне токов перегрузки;
  • уставки по времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания (для селективных выключателей).

Во многих автоматах применяют комбинированные расцепители, использующие тепловые элементы для защиты от токов перегрузок и электромагнитные для защиты от токов коротких замыканий без выдержки времени (отсечки).

Выключатель имеет также дополнительные сборочные единицы, которые встраиваются в выключатель или крепятся к нему снаружи. Ими могут быть независимый, нулевой и минимальный расцепители, свободные и вспомогательные контакты, ручной и электромагнитный дистанционный привод, сигнализация автоматического отключения, устройство для запирания выключателя в положении „отключено».

Независимый расцепитель представляет собой электромагнит с питанием от постороннего источника напряжения. Минимальный и нулевой расцепители могут выполняться с выдержкой времени и без выдержки времени. С помощью независимого или минимального расцепителя возможно дистанционное отключение автомата.

Условия эксплуатации

Автоматические выключатели выпускаются в исполнениях с разной степенью защиты от прикосновений и внешних воздействий (IPOO, IP20, IP30, IP54). При этом степень защиты зажимов для присоединения внешних проводников может быть ниже степени защиты оболочки выключателя.

Выключатели изготавливают в 5-ти климатических исполнениях и 5-ти категорий размещения, что кодируется буквами У, УХЛ, Т, М, ОМ и цифрами 1,2,3,4,5.

Выключатели рассчитаны для работы в продолжительном режиме в следующих условиях:

  • установка на высоте не более 1000 м над уровнем моря (выключатели серии АП50 и АЕ1000 — на высоте не более 2000 м над уровнем моря);
  • температура окружающего воздуха от — 40 (без выпадения росы и инея) до +40°С (для выключателей серии АЕ1000 — от +5 до +40°С);
  • относительная влажность окружающей среды не более 90% при 20°С и не более 50% при 40°С;
  • окружающая среда — невзрывоопасная, не содержащая пыли (в том числе токопроводящей) в количестве, нарушающем работу выключателя, и агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;
  • место установки выключателя — защищенное от попадания воды, масла, эмульсии и т.п.;
  • отсутствие непосредственного воздействия солнечной и радиоактивной радиации;
  • отсутствие резких толчков (ударов) и сильной тряски; допускается вибрация мест крепления выключателей с частотой до 100 Гц при ускорении не более 0,7 g.

Группы условий эксплуатации электротехнических изделий в части воздействия механических факторов внешней среды определены ГОСТ 17516.1-90. В соответствии с данными каталогов автоматические выключатели предназначены для эксплуатации в группах Ml, М2, МЗ, М4, Мб, М9, М19, М25.

По технике безопасности автоматические выключатели соответствуют ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.6-75, требованиям „Правил устройств электроустановок» и обеспечивают условия эксплуата­ции, установленные „Правилами технической эксплуатации установок потребителем» и „Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем», утвержденными Госэнергонадзором 21.12.94 г. В части защиты от токов утечки выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.038-82.

Эксплуатация в нерабочем состоянии (хранение и транспортирование при перерывах в работе) соответствует ГОСТ 15543-70 и ГОСТ 15150-69.

Источник