Аппараты защиты

Введение.

Работники общественного  питания обычно работают в помещениях с повышенной влажностью, с влажными токопроводящими полами и большим количеством электрических машин. Вот поэтому техника безопасности по защите работников предприятий общественного питания от возможных поражений электрическим током, является главной задачей администрации.

Администрация обязана регулярно проводить  занятия по техминимуму

по вопросам электробезопасности, ведения журнала  технического контроля за электрооборудованием, а так же контролировать устройство защитного заземления или зануление токоведущих частей электрических установок.

Особое значение в обеспечении безопасности труда  имеют предохранительные устройства, не допускающие аварии при нарушении нормального режима работы машины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аппараты  защиты.

Токоведущие детали электроустановок нагреваются. Но если ток не превышает расчетного, то и температура деталей не повышается до опасных значений. Однако при увеличении тока проводники недопустимо нагреваются, их изоляция выходит из строя и неисправность установки может привести к крупномасштабной аварии.

Для электрических  установок характерны две причины  аварийного увеличения тока: короткое замыкание проводников и перегрузка электродвигателей.

Короткое замыкание возникает при соприкосновении токоведущих деталей, в нормальном состоянии отделенных друг от друга изоляцией. Замыкание может произойти при механическом повреждении изоляции или при выходе ее из строя под действием перегрева. В результате замыкания может образоваться непредсказуемая цепь с весьма малым сопротивлением и по ней потечет ток, в десятки раз превосходящий номинальный, выделение теплоты на токоведущих деталях возрастет в сотни раз.

Перегрузка  возникает, если электродвигателю приходится развивать мощность, превышающую его номинальную из-за неисправности приводимого в действие механизма или при неполнофазном режиме трехфазного электродвигателя, когда он питается по двум фазам при оборванной третьей. Ток перегрузки может превышать номинальный в 2 — 2,5 раза, выделение теплоты в проводниках его обмоток в этом случае увеличивается в 4 — 6 раз. При длительном протекании ток перегрузки разогреет двигатель и изоляция его обмоток со временем выйдет из строя.

Для защиты электрооборудования  от перегрузок применяются плавкие предохранители, автоматические выключатели, тепловые реле защиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плавкие предохранители.

Плавкие предохранители — это аппараты, защищающие установки от перегрузок и токов короткого замыкания.

 

Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка, включаемая в рассечку защищаемой цепи, и дугогасительное устройство, гасящее дугу, возникающую после плавления вставки.

 

Основные требования предъявляемые к плавким предохранителям:

1. Времятоковая  характеристика предохранителя должна проходить ниже, но возможно ближе к времятоковой характеристике защищаемого объекта.

2. При коротком  замыкании предохранители должны  работать селективно.

3.Время срабатывания  предохранителя при коротком  замыкании должно быть минимально  возможным, особенно при защите полупроводниковых приборов. Предохранители должны работать с токоограничением.

4. Характеристики  предохранителя должны быть стабильными.  Разброс параметров из-за производственных  отклонений не должен нарушать  защитные свойства предохранителя.

5. В связи  с возросшей мощностью установок  предохранители должны иметь  высокую отключающую способность.

6. Замена сгоревшего  предохранителя или плавкой вставки  не должна требовать много  времени.

В промышленности наибольшее распространение получили предохранители типов ПР-2 и ПН-2.

 

Плавкие предохранители с гашением дуги в закрытом объеме ПР-2

Устройство  предохранителей ПР-2.

Предохранитель ПР-2 на номинальные  токи 100  -  1000 А: а  -  общий вид патрона; б  -  формы плавких вставок; 1  -  трубка; 2  -  плавкая вставка; 3  -  латунная втулка; 4  -  колпачок; 5  -  шайба; 6  -  нож   в  -  установка предохранителя;  1  -  зажим; 2  -  пружина; 3  -  контактная стойка; 4  -  контактный нож; 5  -  фибровый патрон; б  -  плавкая вставка; 7  -  латунный колпачок

 Предохранители  ПР-2 на токи от 15 до 60 А имеют  упрощенную конструкцию. Плавкая вставка прижимается к латунной обойме колпачком, который является выходным контактом. Плавкая вставка штампуется из цинка, являющегося легкоплавким и стойким к коррозии материалом. Указанная форма вставки позволяет получить благоприятную времятоковую (защитную) характеристику. В предохранителях на токи более 60 А плавкая вставка  присоединяется к контактным ножам с помощью болтов.

Вставка предохранителя ПР-2 располагается в герметичном трубчатом патроне, который состоит из фибрового цилиндра, латунной обоймы  и латунного колпачка.

Принцип действия предохранителей  ПР-2

Процесс гашения  дуги в плавком предохранителе ПР-2 происходит следующим образом. При отключении сгорают суженные перешейки плавкой вставки, после чего возникает дуга. Под действием высокой температуры дуги фибровые стенки патрона выделяют газ, в результате чего давление в патроне за доли полупериода поднимается до 4—8 МПа. За счет увеличения давления поднимается вольт-амперная характеристика дуги, что способствует ее быстрому гашению.

Плавкая вставка предохранителя ПР-2 может иметь от одного до четырех сужений в зависимости от номинального напряжения. Суженные участки вставки способствуют быстрому ее плавлению при коротком замыкании и создают эффект токоограничения.

 

Предохранитель  типа ПР-2

 

Поскольку гашение  дуги в плавком предохранителе ПР-2 происходит очень быстро (0,002 с), можно  считать, что уширенные части  вставки в процессе гашения остаются неподвижными.

Давление внутри патрона плавкого предохранителя пропорционально  квадрату тока в момент плавления  вставки и может достигать  больших значений. Поэтому фибровый цилиндр должен обладать высокой механической прочностью, для чего на его концах установлены латунные обоймы 4. Диски 6, жестко связанные с контактными ножами 2, крепятся к обойме патрона 4 с помощью колпачков 5.

Предохранители  ПР-2 работают бесшумно, практически  без выброса пламени и газов, что позволяет устанавливать их на близком расстояния друг от друга. Плавкие предохранители ПР-2 выпускаются двух осевых размеров — короткие и длинные. Короткие предохранители ПР-2 предназначены для работы на переменном напряжении не выше 380 В. Они имеют меньшую отключающую способность, чем длинные, рассчитанные на работу в сети с на-пряжением до 500 В.

 

Технические характеристики предохранителей  ПР-2.

 В зависимости  от номинального тока выпускается  шесть габаритов патронов различных диаметров. В патроне каждого габарита могут устанавливаться вставки на различные номинальные токи. Так, в патроне на номинальный ток 15 А могут быть установлены вставки на ток 6, 10 и 15 А.

Различают нижнее и верхнее значения испытательного тока. Нижнее значение испытательного тока — это максимальный ток, который, протекая в течение 1 ч, не приводит к перегоранию предохранителя. Верхнее значение испытательного тока — это минимальный ток, который, проходя в течение 1 ч, плавит вставку предохранителя. С достаточной точностью можно принять пограничный ток равным среднеарифметическому испытательных токов.

 

Плавкие предохранители с мелкозернистым наполнителем ПН-2

Устройство  предохранителей ПН-2

Предохранитель ПН - 2 на номинальные  токи 100 - 500А:  1 -  нож;  2, 3  -  винты;  4  -  пластина;  5  -  крепежный диск;  6  -  плавкая вставка;  7  -  фарфоровая трубка;  8  -  контактная стойка;  9  -  кольцевая пружина;  10  -  Т  -  образный выступ для рукоятки;  11  -  съемная рукоятка;  12  -  кварцевый песок.

Эти предохранители более совершенны, чем предохранители ПР-2. Корпус квадратного сечения предохранителя типа ПН-2 изготавливается из прочного фарфора или стеатита. Внутри корпуса расположены ленточные плавкие вставки и наполнитель — кварцевый песок. Плавкие вставки привариваются к диску, который крепится к пластинам, связанным с ножевыми контактами. Пластины крепятся к корпусу винтами.

В качестве наполнителя  в предохранителях ПН-2 используется кварцевый песок с содержанием SiO2 не менее 98 %, с зернами размером (0,2—0,4)10-3 м и влажностью не выше 3 %. Перед засыпкой песок тщательно просушивается при температуре 120—180 °С. Зерна кварцевого песка имеют высокую теплопроводность и хорошо развитую охлаждающую поверхность.

Плавкая вставка  предохранителей ПН-2 выполняется  из медной ленты толщиной 0,1— 0,2 мм. Для получения токоограничения вставка имеет суженные сечения. Плавкая вставка разделена на три параллельных ветви для более полного использования наполнителя. Применение тонкой ленты, эффективный теплоотвод от суженных участков позволяют выбрать небольшое минимальное сечение вставки для данного номинального тока, что обеспечивает высокую токоограничивающую способность. Соединение нескольких суженных участков последовательно способствует замедлению роста тока после плавления вставки, так как возрастает напряжение на дуге предохранителя. Для снижения температуры плавления на вставки наносятся оловянные полоски (металлургический эффект).

 

Принцип действия предохранителя ПН-2

При коротком замыкании плавкая  вставка предохранителя ПН-2 сгорает  и дуга горит в канале, образованном зернами наполнителя. Из-за горения в узкой щели при токах выше 100 А дуга имеет возрастающую вольт-амперную характеристику. Градиент напряжения на дуге очень высок и достигает (2—6)104 В/м. Этим обеспечивается гашение дуги за несколько миллисекунд.

После срабатывания предохранителя плавкие вставки вместе с диском 4 заменяются, после чего патрон засыпается песком. Для герметизации патрона под пластины 5 кладется асбестовая прокладка 6 что предохраняет песок от увлажнения. При номинальном токе 40 А и ниже предохранитель имеет более простую конструкцию.

Технические характеристики предохранителей ПН-2.

Предохранители  ПН-2 выполняются на номинальный  ток до 630 А. Предельный отключаемый ток короткого замыкания, который может отключаться предохранителем, достигает 50 кА (действующее значение тока металлического короткого замыкания сети, в которой устанавливается предохранитель).

Малые габариты, незначительная затрата дефицитных материалов, высокая токоограничивающая способность являются достоинствами плавкого предохранителя ПН-2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Автоматические  выключатели.

 

  

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.

 

Принцип действия.               

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.

 

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;