Загальні відомості про професію електрослюсара

       Універсальними перемикачами називаються апарати, які служать для одночасних переключень в кількох незалежних електричних ланцюгах управління. Універсальні перемикачі можуть бути використані для перемикань в складних ланцюгах як постійного, так і змінного струму напругою до 500 в. Перемикачі називаються «універсальними» внаслідок різноманітності їх електричних схем.

       Кнопки керування являють собою пристрої управління та сигналізації. Як правило, вони служать для дистанцiйного керування контакторами і реле в електроланцюгах змінного струму, напругою близько 660 Вольт, а також постійного струму напругою, що не перевищує 600 Вольт.

       Усі кнопки керування (рис. 1.6.2.), що використовуються в схемах автоматики, розрізняють за кількістю та типом контактів (від 1 до кількох, що замикаються й розмикаються), формою штовхача (циліндричний, прямокутний, грибоподібний), написом та кольором штовхача, а також за способом захисту від впливів навколишнього середовища (відкриті, закриті, герметичні й т.д.).

              Кнопковi станцiї(пости ) (Рис. 1.6.3.) – це кнопки керування, змонтованi на панелi або спiльному корпусi.

            

                                              Рис. 1.6.2.  Кнопки керування

 

                                                                     Рис. 1.6.3.  Кнопкові станції

   2. Аппаратура дистанцiйного й автоматичного керування

        Iз апаратiв дистанцiйного I автоматичного керування найбiльше поширенi контактори, магнiтнi пускачi, автоматичнi повiтрянi вимикачi.

                                                       2.1. Контактор

       Контактор  – електромагнiтний одноступiнчастий  аппарат, призначений для вимикання силових кiл постiйного i змiнного струму.

       Контактори постійного струму застосовуються для включення і відключення приймачів електричної енергії в ланцюгах постійного струму; в електромагнітних приводах високовольтних вимикачів; в пристроях автоматичного повторного включення. Контактори змінного струму застосовуються для управління асинхронними трифазними двигунами з короткозамкненим ротором, для виведення пускових резисторів, включення трифазних трансформаторів, нагрівальних пристроїв, гальмових електромагнітів і інших електротехнічних пристроїв. Через більш сприятливі умови гасіння дуги при змінному струмі зазор між головними контактами робиться меншим, ніж у контакторах постійного струму. Зменшення зазору дозволяє зменшити потужність електромагніта, його габарити й масу.

       Основними технічними даними контакторів є номінальний струм головних контактів, граничний струм, що відключається, номінальна напруга ланцюга, що комутується, механічна та комутаційна зносостійкість, припустиме число ввімкнень на годину, власний час увімкнення та вимикання. З метою зменшення зносу для контакторів застосовуються переважно лінійні контакти, що перекочуються (рис. 2.1.1.). Для запобігання вібрацій контактів контактна пружина створює попереднє натискання, що складає приблизно 50% кінцевого контактного натискання. Великий вплив на вібрацію спричиняє твердість кріплення нерухомого контакту та стійкість до вібрацій усього контактора в цілому.

         

                                    Рис. 2.1.1. Положення контактів при вмиканні:

                        а – момент початкового контакту; б – проміжний стан; в – увімкнене положення

       На  рис. 2.1.2. – конструкція контактора постійного струму серії КПВ-600. Нерухомий контакт 1 жорстко прикріплений до скоби 2, до якої приєднаний один кінець дугогасильної котушки 3. Другий кінець дугогасильної котушки з відводом 4 закріплений у пластмасовій основі 5. Остання кріпиться до міцної сталевої скоби 6. Рухомий контакт 7 виконаний у вигляді товстої пластини, нижній кінець якої може повертатися відносно точки опори 8. Завдяки цьому контакт 7 може перекочуватися та ковзати по поверхні нерухомого контакту 1. Відвід 9 з'єднується з рухомим контактом 7 гнучким зв'язком 10. Контактне натискання створюється пружиною 12.

       При зношенні контакт 1 замінюється новим, а пластина рухомого контакту перевертається на 180° та використовується її неушкоджений бік.

       Для зменшення оплавлення контактів дугою при струмах більше 50 А контактор має дугогасильні контакти – роги 2, 11. Під дією магнітного поля опорні точки дуги 14 швидко переміщуються на скобу 2, з'єднану з нерухомим контактом 1, і на захисний ріг рухомого контакту. Повернення якоря в початкове положення (після вимикання електромагніта) відбувається за допомогою пружини 13. У контакторах КПВ-600, як і в багатьох інших, відвід рухомого контакту електрично з'єднаний з корпусом. Як при ввімкненому, так і при вимкненому стані контактора його конструктивні деталі можуть знаходитися під напругою, і зіткнення з ними небезпечне для життя. У контакторах постійного струму найбільше поширення одержали дугогасильні пристрої з електромагнітним дуттям із котушкою струму 3 і полюсами 15. Також, у них часто використовуються електромагніти клапанного типу. З метою підвищення механічної зносостійкості застосовується обертання якоря 17 на призмі 19. Компонування електромагніта і контактної системи, застосування спеціальної пружини 16, що притискає якір до призми, дозволяють забезпечити зносостійкість вузла обертання в контакторів КПВ-600 до 20•106 при припустимій кількості ввімкнень 1200 на годину. У міру зношення зазор між скобою якоря 18 і призмою 19 автоматично вибирається під впливом пружини 16.

       Рухома система контактора повинна бути врівноважена щодо осі обертання. У контакторі серії КПВ-600 якір електромагніта врівноважується деталями, що несуть рухомий контакт і сприймають вплив поворотної пружини. Котушка електромагніта намотується на тонкостінну ізольовану сталеву гільзу, що забезпечує достатню твердість і поліпшує тепловий контакт котушки із сердечником. Останнє сприяє зниженню температури котушки й зменшенню габаритів контактора.

                      

                                   Рис. 2.1.2.  Контактор постійного струму КПВ-600

       Дугогасильні системи контакторів постійного струму будують за принципом гасіння електричної дуги поперечним магнітним полем у дугогасильних камерах. Магнітне поле в більшості конструкцій збуджується послідовною дугогасильною котушкою. Найбільше розповсюдження отримують камери з вузькими щілинами та дугогасильні пристрої, які обмежують розміри дуги обсягом камери.

 

       На рис. 2.1.3.показано розріз за контактною системою та загальний вигляд одного полюса контактора змінного струму КТ-6000.

       Рухомий контакт 1 із пружиною 2 укріплений на важелі 3. Рухомий контакт 1 і якір 4 електромагніта з’єднані між собою через вал контактора 6. На відміну від контакторів постійного струму, тут рухомий контакт плоский без перекочування. Вимикання апарата відбувається під дією контактних пружин і маси рухомих частин.

       Для зручності експлуатації рухомий та нерухомий контакти зроблені легко змінюваними. Контактна пружина 2 так само, як і в контакторах постійного струму, забезпечує попереднє натискання.

                                 Рис. 2.1.3.  Контактор змінного струму КТ-6000

      Усі деталі контактора укріплені на ізоляційній рейці 5. Важіль 3 рухомого контакту 1 укріплений на валу 6, покритому ізоляційним матеріалом. Вал обертається в підшипниках 7. Система дугогасіння складається з послідовної котушки 5, сердечника 9, полюсних пластин 10 і керамічної камери 11. Котушка 8 увімкнена в ланцюг послідовно з нерухомим контактом 12 і рухливим контактом 1. Головні контакти підключаються до схеми відводами 13 і 14. Рухомий контакт 1 з'єднується з відводом 13 за допомогою гнучкого зв'язку 15.

       Блок допоміжних контактів 16 приводиться в дію від вала 6. Кріплення всіх деталей на рейці дозволяє використовувати контактор у комплектних станціях рейкової конструкції та скоротити обсяг та масу станції керування. Припустиме число ввімкнень досягає 1200 на годину.

                               2.2. Автоматичні вимикачі (автомати)

       Автоматичні вимикачі() використовують як захисні апарати від коротких замикань та перевантажень, а також для нечастих оперативних відключень електроприймачів при нормальних режимах роботи. Таким чином, автомати виконують функції пакетних вимикачів, запобіжників та магнітних пускачів. Вони зручні в експлуатації, надійні та безвідмовні в роботі, мають багаторазовість дії.

       В автоматах використовують принцип моментального ввімкнення, коли замикання та розмикання контактів здійснюється заздалегідь зведеною пружиною. При цьому швидкість руху контактів достатньо висока та не залежить від швидкості вмикаючої рукоятки. Елементами захисту є тепловий розчеплювач, який нагрівається струмом, та електромагнітний розчеплювач. Для вмикання автомата варто привести його пружину у зведений стан.

         

                      Рис. 2.2.1. Принципова схема автоматичного вимикача А3-700:

1 – розривний контакт; 2,7,13 – пружини; 3,4 – головнi контакти; 5 – несуча деталь; 6 – защiпка; 8,9 – котушки максимального та мiнiмального розчiплювачiв; 10 – електромагнiт; 11 – ручка; 12 – важiль

                                                         2.3. Магнiтний пускач

   Магнітним пускачем називається  електричний апарат, призначений  для пуску та вимикання короткозамкнених  асинхронних двигунів (АД). Як правило,  у пускач крім контактора, убудовані  теплові реле для захисту двигуна  від струмових перевантажень  та «втрати фази». Робота асинхронних двигунів значною мірою залежить від таких властивостей пускачів, як зносостійкість, комутаційна здатність, надійність захисту двигуна від перевантажень. У процесі експлуатації досить часто обривається одна з фаз трифазної напруги живлення, наприклад, через перегоряння запобіжника. До двигуна при цьому підводяться тільки дві фази та струм у статорі різко зростає, що призводить до виходу його з ладу через нагрівання обмотки до високої температури. Теплові реле пускача від цих струмів повинні спрацьовувати та відключати двигун.

       Принцип роботи магнiтного пускача (рис. 2.3.1.). Кнопка  “пуск” ( з нормально розiмкнутим контактом). При натисканнi контакт замикається, при вiдпусканнi кнопки – розмикється. Кнопка “стоп” ( p нормально замкнутим контактом) – працює навпаки.

  

                                   Рис. 2.3.1.  Принцип роботи магнiтного пускача

       Пicля натискання кнопки “пуск ”, струм проходить через котушку К, яка затискає контактор, шунтуючи “пуск “. Пiсля вiдпускання кнопки “пуск ” двигун М працює. При натискннi кнопки “стоп” знеструмлюється котушка К (разом з двигуном), контактор розмикається I пicля вiдпускання кнопки “стоп”, живлення котушки К та двигуна М не вiдновлюється. Магнiтнi пускачi запобiгають повторному пуску двигуна при не контрольованому зникненню напруги в мережi живлення.

                             3. Будова релейних апаратiв

       Реле – це аппарат, в якому при плавленнi змiнi вхiдної величини вихiдна велечина змiнюється стрибкоподiбно. Промисловостi широко використовують такi реле: часу, максимального струму, теплове, поляризоване, швидкостi. Реле  виконують контактними I безконтактними.

                                                3.1. Реле часу  

      Електричне реле з нормованим часом вмикання або вимикання називають реле часу. Подібне реле забезпечує витримку часу від мілісекунд до декількох годин. Для отримання невеликих витримок часу (декілька секунд) використовують реле в поєднанні із схемами, сповільнюючими зміну струму в котушці реле. Такі реле часу не відзначаються стабільністю, але вони знаходять достатньо широке застосування завдяки своїй простоті і невисокій вартості.

       Електромагнітне реле часу створює витримку за допомогою годинникового механізму (рис. 3.1.1). Під час замикання ланцюга котушки 9 електромагніта 10 втягується якір 5, пускається в хід загальмований годинниковий механізм 6, починають переміщатися рухомі контакти 4 і перемикаються контакти миттєвої дії 8.

       Після закінчення встановлених витримок часу під дією заводної пружини годинникового механізму спочатку замикається ковзний контакт 2, а потім замикаючий 1. Час із моменту подачі напруги на котушку до замикання контактів 2 й 1 регулюється зміною їхнього положення й указується стрілками на шкалі 3. Із зникненням напруги на котушці якір і годинниковий механізм миттєво повертаються у вихідне положення під дією пружини електромагніта. Одночасно із цим відбувається заведення годинникового механізму. Реле монтується в пластмасовому корпусі, що складається з підставки 11 і кожуха 7 із прозорого матеріалу.

                                      Рис. 3.1.1.    Електромагнітне реле часу постійного струму

                                     3.2.   Реле максимального струму 

       Реле максимального струму призначені для сигналізації перевищення струму в контрольованому колі. Ці пристрої також використовуються для захисту ланцюгів і джерел живлення від перевантаження і короткого замикання. Реле максимального струму вимірюють його величину в контрольованій ланцюги і спрацьовують при перевищенні встановленого значення. Отриманий сигнал використовується в ланцюгах автоматики. Реле масксимального струму (рис. 3.2.1) спрацьовує, якщо струм у колi котушки 1, увiмкнений в первинне коло, бiльший вiд заданого. Якiр 2 притягується до осердя 3 та замикає контакти 4, увiмкненi в коло керування.

     Рис. 3.2.1. Реле  максимального струму

                                                       3.3. Тепловi реле

       Тепловi реле називають так тому, що вони реагують на змiну темпереатури (теремо реле). Дiя  термореле грунтується на рожширеннi   металу пiд час його нагрiвання. Принципова схема дiї теплового реле  показано на рис. 3.3.1. Струм проходить по нагрiвному елементу 1, поруч з яким знаходиться бiметалевий елемент 2, що втримується важелем 3. При проходженнi струму, якнайвищими вiд номiнального, нижня пластинка, що має бiльший коефiцiєнт розширення, прогинається вгору. Звiльнений важiль 3 пiд дiєю пружини 4 розмикає контакти 5 у колi керування. Реле може виконуватися i на замикання контактiв.

             

                                        Рис.3.3.1.   Принципова схема дiї теплового реле

                                                 3.4.  Поляризоване реле

       На відміну від розглянутих раніше нейтральних електромагнітних реле, у поляризованого реле напрямок електромагнітного зусилля залежить від полярності сигналу постійного струму в обмотці. Поляризація цих реле здійснюється за допомогою постійного магніту.