АППАРАТУРА РУЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Цель работы: Практическое ознакомление с конструктивными особенностями аппаратуры ручного управления, его принципом действия, способами монтажа и эксплуатации.

I. Описательная часть.

Аппаратура ручного управления предназначается для относительно редкого включения потребителей электроэнергии ограниченной мощности напряжением до 1000 В.

К аппаратам ручного управления относятся: рубильники, переключатели, пакетные выключатели (переключатели), пускатели с ручным приводом, реостаты, контроллеры, автоматические воздушные выключатели. Последние часто относят к аппаратам полуавтоматического управления, поскольку они могут быть отключены как вручную, так и автоматически при срабатывании соответствующей аппаратуры защиты.

Рубильники и переключатели простейшие аппараты, включающие в себя неподвижные и подвижные контакты, рубящего или поворотного типа (см. стенд). При включении подвижные контакты входят между пружинящими элементами неподвижных контактов и замыкают цепь. Рубильники могут быть одно, двух и трехполюсными. Переключатели отличаются от рубильников наличием двух комплектов неподвижных контактов и используются для управления реверсивными двигателями. Часто эти аппараты размешаются в корпусе в сочетании с плавкими предохранителями (см. рис. 1.2).

Пакетные выключатели и переключатели собираются из отдельных изолированных секций, количество которых зависит от числа размыкаемых проводов. Неподвижные контакты, к которым подводятся провода (рис. 2.2), крепятся на изоляционных кольцах, а подвижные - на валике, который поворачивается с помощью рукоятки. При коммутации с поворотными контактами поворачиваются фибровые шайбы, которые под действием высокой температуры дуги выделяют инертные газы, способствующие её гашению. Под крышкой аппарата смонтирован пружинный механизм, обеспечивающий быстрое переключение контактов по всем фазам.

Шахтные ручные пускатели представляют собой по существу рубильники во взрывобезопасном корпусе. Одни из них (ПРШ-1) имеют контактную систему в виде барабана с контактными пластинами, а другие (ПРВ) - разрывного контакторного типа с дугогасительными камерами. К взрывозащищенной оболочке пускателя, где размещены контакты, крепятся сетевая и моторная камеры. В первую из них вводится питающий кабель, а во вторую - кабель, идущий к потребителю.

Контроллеры - аппараты, предназначенные для последовательного ручного переключения в определенном порядке большего количества электрических цепей и используются для пуска, остановки, реверсирования и регулирования частоты вращения асинхронных двигателей с фазным ротором (рис. 3.2) и двигателей постоянного тока.  Они могут быть барабанного и кулачкового типа.

В наиболее распространенном кулачковом контроллере на вал насажены кулачки-шайбы, которые при повороте штурвала своими выступами замыкают соответствующие пары контактов. В барабанном контроллере коммутация осуществляется с помощью медных сегментов, закрепленных на барабане, по которым скользят контакты (рис. 3).

Автоматические воздушные выключатели (автоматы рис.4) предназначены для ручного включения и отключения электрических цепей и автоматического отключения их в случае короткого замыкания и перегрузок.

Основные узлы автоматов общепромышленного исполнения - контактные устройства с дугогасительными камерами, механизм включения и отключения с ручным приводом, автоматически действующие тепловые и электромагнитные расцепители. Все детали автомата монтируются на пластмассовом основании и закрываются крышкой. Контакты помещены в дугогасителъной камере, представляющей собой решетку из медных пластин, заключенных между асбоцементными стенками. Подвижные контакты смонтированы на поворотной траверсе, на которую воздействует система рычагов механизма свободного расцепления при коммутации и срабатывании любого из реле.

Тепловое реле срабатывает при небольшой, но длительной перегрузке, посредством воздействия изгибающейся биметаллической пластинки на рейку и механизм свободного расцепления.

Максимальное реле срабатывает при значительных превышениях тока, посредством воздействия сердечника токовой катушки на рейку и механизм свободного расцепления (рис. 4.2). Ток уставки максимального реле можно регулировать путем изменения натяжения пружины.

Автоматы общепромышленного исполнения выпускаются на напряжение до 500 В и представлены основными сериями:

Автоматические фидерные выключатели типа АФВ и АВ представляют собой автоматические воздушные выключатели, смонтированные во взрывобезопасном корпусе. Они используются для подключения и защиты группы потребителей на горных работах, питаемых по магистральным (фидерным) кабелям. Они имеют также контактную систему, закрытую дугогасительными камерами, механизм свободного расцепления, катушки максимального реле и реле утечки. Кабели в аппарат подводят через сетевую камеру, а отводят - через моторную. В случае увеличения тока выше допустимых пределов или снижения сопротивления изоляции ниже установленного значения срабатывает магнитная система соответствующих катушек, что приводит к отключению автомата.

Электрическая схема автоматических выключателей серии АФВ, которые выпускаются на токи 200, 350, 500А показана на рис.5.2.

Максимальная защита осуществляется расцепителями KА1 и КА2, а защита от утечки - катушкой КV, включенной через реле утечки. Все они воздействуют на механизм свободного расцепления. Катушки КП1 и КП2 проверки исправности механизма свободного расцепления включены на линейное напряжение через кнопки SB1 и SB2 на корпусе.

Более совершенные выключатели-автоматы серии АВ выпускаются на номинальные токи 200, 315, 320, 400 А. В их конструкции, предусматривается использование унифицированных блоков защиты с трансформацией в цепи сигнализации, а в некоторых типах - дистанционное отключение.

В выключателе AB-315P (рис. 6.2) максимальная защита осуществляется унифицированным блоком A1, включенном через трансформаторы тока TA1-TA3. При срабатывании максимальной защиты дается команда на включение независимого расцепителя КУ1, запитанного от трансформатора ТV.

Выбор аппаратуры ручного управления производится по номинальному напряжению и току.

Воздушные выключатели выбирают по номинальному току и напряжению катушек расцепителя. После выбора выключателя определяют величину тока уставки J_уст его максимального реле:

- для асинхронных двигателей с к.з. ротором

,

- для двигателя с фазным ротором

,

- для группы двигателей с к.з. ротором

, где

J_кз - ток короткого замыкания;

J_пуск - пусковой ток двигателя большей мощности;

SJ_н- номинальный ток остальных двигателей.