Вимикачі навантаження

Вступ

Одним з основних факторів технічного прогресу в народному господарстві є підвищення ступеня електрифікації всіх галузей промисловості, транспорту, зв'язку, сільського господарства. Важливе значення має розширення застосування електроенергії в побуті. Від того, наскільки грамотно і технічно обґрунтовано буде виконуватися монтаж і експлуатація електроустаткування й електроустановок, багато в чому залежить успішне рішення задач технічного прогресу, повноцінної роботи технологічного устаткування, економії енергії взагалі й електричної енергії зокрема .

Електромонтажні роботи в даний час ведуться на високому рівні інженерної підготовки, з максимальним переносом цих робіт з будівельних майданчиків у майстерні монтажно-заготівельних ділянок і на заводи електромонтажних організацій. Електромонтажні, проектні і науково-дослідні організації разом з електротехнічною промисловістю ведуть велику роботу по виготовленню електроустаткування великими блоками і вузлами. У практику електромонтажних і ремонтних робіт упроваджуються сучасні механізми, пристосування, інструменти, засоби малої механізації, у тому числі на основі застосування піротехніки. У роботі електромонтажних організацій широко використовуються раціоналізаторські пропозиції робітників, інженерів і техніків, спрямовані на підвищення продуктивності праці і якості монтажних і ремонтних робіт, а також на підвищення рівня експлуатації електроустаткування й електричних мереж. В області експлуатації електроустаткування накопичений і узагальнений великий досвід.

Монтаж і обслуговування сучасного електроустаткування й електричних мереж вимагають глибоких знань фізичних основ електротехніки, конструкцій електричних машин, апаратів, знання матеріалів. Сучасна техніка постійно удосконалюється, змінюється, що тому працює в будь-якій галузі народного господарства необхідно, не обмежуючи засвоєними в процесі навчання знаннями, постійно поповнювати свої професійні знання.

Науково-технічний прогрес безперервно супроводиться кількісними і якісними змінами в області електроенергетики і електротехніки, зростанням потужності промислових і сільськогосподарських підприємств, що будуються, вдосконаленням технологічних процесів і підвищенням енергоозброєння народного господарства.

Високий розвиток електроенергетики дає змогу переозброюва ти всі галузі народного господарства, широко впроваджувати елек тричну енергію в такі її провідні галузі, як промисловість, сільське господарство, будівництво і транспорт.

Зростання кількості і потужності електроустановок супроводиться ускладненням і вдосконаленням їх конструкцій. Постійно розширюється номенклатура обладнання, що випускається електротехнічною промисловістю, апаратів, приладів, електромонтажних конструкцій і матеріалів. Застосовуються нові методи індустріального будівництва і провадження електромонтажних робіт. Відповідно переглядаються і вносяться корективи в діючі будівельні і електротехнічні норми і правила.

У технічному перетворенні галузей народного господарства ведуча роль належить електричним засобам автоматизації і механізації виробничих процесів. Найважливішим засобом електрифікації, механізації і автоматизацій, основою збільшення продуктивності машини і масштабів виробництва є сучасний електропривод, на частку якого доводиться до 63% загального споживання електроенергії в країні.

Електрифікація народного господарства України розвивається по шляху розробки і впровадження електроустановок з використанням сучасних високоефективних електричних машин і апаратів, ліній електропередачі, різноманітного електротехнологічного обладнання, коштів автоматики і телемеханіки.

Безпечна і безаварійна експлуатація систем електропостачання ставить перед працівниками електрогосподарств різносторонні і складні задачі з охорони праці.

Здорові і безпечні умови праці електротехнічного персоналу й працівників, що експлуатують електрифіковані виробничі установки, можуть бути забезпечені виконанням науково обґрунтованих правил і норм як при проектуванні і монтажі, так і при їх експлуатації.

1. Теоретична частина

1.1 Загальні відомості про електричні апарати

Апаратура, що застосовується для керування (вмикання, перемикання і вимикання) електроустановками, має назву комутаційної апаратури. До неї належать вимикачі, рубильники, перемикачі, контактори, магнітні пускачі, автоматичні вимикачі (автомати).

Апаратуру, що застосовують для вимикання електроустановок при струмових перевантаженнях і коротких замиканнях, назива ють захисною апаратурою. До неї належать, наприклад, електрич ні запобіжники з плавкими вставками, захисні реле.

Деякі апарати, наприклад автоматичні вимикачі і магнітні пускачі, є одночасно і комутаційними, і захисними апаратами.

Розрізняють неавтоматичні і автоматичні комутаційні апарати.

Неавтоматичні комутаційні апарати (апаратура ручного керу вання): кнопкові, важільні, поворотні, пакетні вимикачі, рубиль ники, перемикачі, реостати, контролери, пульти. Наприклад, пус кові реостати (призначені для тимчасового проходження по них струму) і регулювальні реостати (призначені для тривалого про ходження по них струму) застосовують для пуску і регулювання частоти обертання електродвигунів. Контролери дають змогу за пускати електродвигуни і регулювати частоту обертання їх у шир ших межах, ніж реостати.

До автоматичних комутаційних апаратів належать реле, кон тактори і магнітні пускачі.

Будова і дія різних електричних апаратів залежить від приз начення їх. (Про це йтиметься у наступних параграфах.) Проте можна виділити кілька частин, що є спільними для різних елек тричних апаратів. Це електричні контакти, магнітопроводи, котушки (обмотки), пружини, а також деякі деталі з електроізоляцій них матеріалів. Багато електричних апаратів мають пристрої, призначені для гасіння електричної дуги, що виникає при розми канні контактів. Такий пристрій найчастіше виготовляють у ви гляді камери або шайб, зроблених з фібри. Фібра має властивість під дією електричної дуги виділяти гази, які сприяють її швидкому гасінню.

До апаратури керування електроустановками ставлять такі загальні вимоги: надійність дії, безпека обслуговування, тривалий строк служби, простота виготовлення, монтажу, експлуатації, неве ликі габарити, мале споживання електричної енергії самими апара тами, невисока вартість.

ЕЛЕКТРИЧНІ КОНТАКТИ

Електричні контакти (рис. 1) — важлива частина комутацій ного апарата. Пальцьові, мостикові і врубні контакти застосовують у комутаційних апаратах, розрахованих на великі номінальні струми (десятки ампер і більше). У слабкострумових апаратах, на приклад у реле, використовують переважно контакти з плоскими пружинами.

Апарат може мати одну або кілька пар контактів. Один із пари контактів закріплений нерухомо, другий — рухомий.

Поверхні стикання нерухомих контактів з рухомими називають контактуючими поверхнями; вони бувають точкові, лінійні або площинні.

Контакти розраховані на певну кількість відмикань кола (зде більшого дуже велика). Контакти для сильнострумових апаратів виготовляють з міді або срібла (у вигляді накладок на контактуючі поверхні). Слабкострумові контакти виготовляють з платини, золота, срібла, вольфраму або сплавів цих металів. Для економії дорогих металів виготовляють також біметалеві контакти, наприклад із срібла і міді. Крім того, виготовляють металокерамічні контакти — вони мають підвищену зносостійкість.

Контактуючі поверхні періодично очищають наждаковим папером від бруду, пилу и нагару, після чого дуже обережно протирають змоченою спиртом або бензином або ганчіркою.

У процесі роботи контактуючі поверхні зношують ся. Тому в міру потреби контакти регулюють. Для цього змінюють силу натягу з'єднань з контактом пружини або підгинають один із контактів. При цьому чітко додержують установлених для кожного типу апарата параметрів контактів: розхил, провал, початковий і кінцевий тиск. Од відповідності контактної системи названим па раметрам значною мірою залежить надійність роботи апарата.

Рис. 1. Схематичне зображення контактів електричної апаратури:

а — пальцові; б — місткові; в — врубні; г — з плоскими пружинами; 1 — нерухомий контакт; 2 — рухомий контакт; з — контактуючі поверхні

Розхил — це величина, що дорівнює найкоротшій відстані між рухомим і нерухомим контактами при розімкненому положен ні. Чим більші напруга і сила струму, при яких працює апарат, тим більшим повинен бути розхил. Його вимірюють за допомогою шаблона.

Провал — це величина, що дорівнює відстані, яку пройшов би рухомий контакт з моменту дотику до нерухомого, коли б не рухомий контакт забрати. Через складність вимірювання провалу контактів, що рухаються по дузі, у технічній документації зви чайно зазначають умовне та істинне значення провалу.

Встановлена на рухомих контактах пружина чинить тиск на контакт і запобігає випадковому спрацьовуванню контактів при струсі, ударі, вібрації та ін. Тиск пружини на рухомий контакт, коли він не дотикається до нерухомого називають початковим тиском. Тиск пружини на обидва контакти в той момент, коли вони замкнені на повний провал, називають кінцевим тис ком. За рахунок створюваного пружиною тиску відбувається самозачищення контактуючих поверхонь. Крім того, пружина за безпечує надійне з'єднання контактів при допустимому зношенні контактуючих поверхонь.

Контакти, які в неробочому стані перебувають у розімкненому положенні, називають замикаючими, а в замкненому положенні — розмикаючими. В апаратах, застосовуваних для автоматичного ке рування електроустановками, контакти можуть замикатися і розмикатися з витримкою часу.

електромагнітний механізм

В автоматичних комутаційних і захисних електричних апаратах є електромагнітний механізм, зав дяки якому електромагнітна енер гія перетворюється на механічну, що використовується для розми кання або замикання контактів. Електромагнітний механізм скла дається з двох основних частин: магнітопроводу і котушки.

В електричних апаратах застосовують суцільні (рис. 2) і шихтовані (рис. 3) магнітопроводи. І одні, і другі склада ються з нерухомої частини — осердя і рухомої — якоря.

Суцільні магнітопроводи виготовляють з низьковуглецевих ма гнітно-м'яких відпалених сталей способом механічної обробки їх — штампування, різання, згинання тощо. їх застосовують в апаратах постійного струму.

Шихтовані магнітопроводи виготовляють з листової електро технічної сталі так само, як і осердя електричних машин. їх за стосовують в апаратах змінного струму.

Рис. 2. Суцільні магнітопроводи

Котушка складається з каркаса, на який намотано обмотку, або тільки з обмотки. Перша має назву каркасної котушки (рис. 4), друга — безкаркасної (рис. 5). Монолітність безкаркасних котушок забезпечується електроізоляційними прокладка ми між рядами витків, бандажуванням (стягування витків обмот ки бавовняною стрічкою) і просочуванням обмотки з наступним тушінням.

Рис. 3. Шихтовані магнітопроводи:

а — з прямохідним якорем; б — з поворотним якорем

Рис. 4. Каркаси котушок:

а — пресований; б — збірний; в — клеєний

Залежно від призначення електричних апаратів у них застосо вують струмові котушки або котушки напруги. Струмові котушки розраховані на проходження по них великих струмів. Струмові котушки виготовляють з обмоткових проводів або голих проводів (шин) порівняно великого діаметра (перерізу).

Котушки напруги розраховані на роботу при порівняно високій напрузі і невеликій силі струму. їх виготовляють, намо туючи на верстатах обмоткові проводи на каркас (каркасні ко тушки) або на шаблон (безкаркасні котушки).

У масовому виробництві для виготовлення котушок застосову ють різне устаткування, у тому числі намотувальні автоматичні верстати, просочувальні установ ки, калориферні та інші сушильні установки.

Після сушіння перевіряють, чи немає обриву в обмотці котушки і чи відповідає її електричний опір заданим вимогам. Перевіряють також, чи немає замикання між витками обмоток котушок змінного струму. Після цього котушки покривають захисними лаками й емалями і сушать на повітрі або в печах.

Рис. 5. Безкаркасна котушка, намотана з мідної шини

Електричні контакти, магнітопроводи з котушками та інші де талі електричних апаратів закріплюють на основі; деякі апарати закривають кришкою, з'єднаною з основою. В основі є затискачі для підімкнення апарата до електричної мережі, а через кришку виведені рукоятки, кнопки, за допомогою яких замикають або розмикають контакти вручну.