Методические указания часть 2 (стр. 4 из 9)
U н.а. – номинальное напряжение автоматического выключателя, соответствует наибольшему номинальному напряжению сетей, в которых разрешается применять автомат по условиям нормального гашения электрической дуги и электрической прочности изоляции.
I н.а. – номинальный ток автомата – наибольший ток, протекание которого через автомат допустимо в течение неограниченного времени по условиям нагрева токоведущих частей автомата при стандартной температуре окружающей среды +40 0С.
I н. расц. – номинальный ток расцепителя – наибольший ток, протекание которого через расцептель в течение неограниченного времени не вызывает срабатывание расцепителя при нормальных условиях работы, оговоренных в паспорте автомата.
Например, для автоматов АП – 50 с регулируемой установкой теплового расцепителя. Этот ток определяется при нормированной температуре окружающей среды + 25 0С и нормальном положении регулятора уставки.
I н. расц. – устанавливается заводом – изготовителем, по назначениям начальных токов несрабатывания и срабатывания расцепителя, которые определяются опытным путем. Значения кратности этих токов по отношению к Iн.расц. для автоматов серий А – 3100 с тепловым расцепителем или тепловым элементом комбинированного расцепителя приведены в таблице 1.
Таблица 1.
| Тип авто - мата. | Кратность тока по отношению к I н. расц. | Время (ч), в течение которого тепловой расцепитель | ||
| несрабатывания | срабатывания | должен не сработать | должен сработать | |
| А – 3160 | 1,1 | 1,35 | 2 | 1 |
| А – 3120 | 1,1 | 1,45 | 2 | 1 |
| А – 3140 | 1,1 | 1,45 | 4 | 1 |
Начальные токи несрабатывания и срабатывания автоматов определяются испытанием автоматов на заводах при одновременной нагрузке всех полюсов с холодного состояния (при температуре окружающей среды + 25С0) при присоединении к автомату проводов с собственным превышением температуры +40С0 при длительной нагрузке номинальным током расцепителя.
При окружающей температуре, отличающейся от +250С при токах выше 2 х кратного, ток срабатывания теплового элемента за тоже время изменяется следующим образом: на каждые 10 0С увеличения окружающей температуры, уменьшается на 5 – 8%; на каждые 10 0С уменьшения температуры, увеличивается на 4 – 7%, а начальный ток срабатывания изменяется до 10%.
Анализируя условия заводской калибровки тепловых расцепителей (элементов) можно сделать вывод, что тепловые расцепители, предназначенные для защиты двигателя от длительных перегрузок током, не могут защищать ЭД от малых по величине перегрузок равных (1,35 + 1,45) I н. расц. и меньше, так как при выборе расцепителя обычно по условию I н.расц. ≥ I н.дв. время срабатывания расцепителя, а значит и время отключения ЭД при перегрузке будет порядка 1 - 2 часа. Допустимое время работы ЭД при таких перегрузках значительно меньше, составляет 1,5 – 2 минуты.
Положение усугубляется у автоматов с нерегулируемой установкой тем, что автоматы с понижением температуры окружающей среды становятся менее чувствительными и время срабатывания их увеличивается.
Защитная характеристика автомата с тепловым расцепителем – зависимость времени срабатывания t срб. автомата от тока перегрузки или от кратности тока перегрузки:
T срб. = ƒ(I) или T срб. = ƒ(I)/Iн.расц (5)
I уст. тепл. расц. – ток установки теплового расцепителя (элемента) – наибольший ток, при котором расцепитель не срабатывает при фактической температуре окружающей среды и фактическом положении регулятора.
Этот ток рассчитывается с учетом фактической температуры окружающей среды по номинальному току двигателя.
На основании этого расчета у автоматов с регулируемой установкой делается фактическая установка расцепителя, путем установки регулятора в определенном положении. В условиях эксплуатации проверку установок расцепителей начинают с определения времени срабатывания при нагрузке каждого полюса автомата в отдельности. Если время срабатывания автомата при однополюсной нагрузке отличается у полюсов более чем на 15 %, такой автомат подлежит регулировке в ремонтной мастерской.
Установка автоматов поверяется нагрузкой испытательным током, примерно равным удвоенному I н.расц., с поправкой на температуру окружающей среды.
При пропускании I исп. через все полюса автомата одновременно время срабатывания автомата t срб. должно быть:
t срб. = t доп. +(-) 10% t доп. (6)
t доп. – допустимое время срабатывания, определяется по защитной характеристике автомата при соответствующей кратности перегрузки, т.е. 2 или берется из справочников по наладке аппаратуры.
При несрабатывании автомат не должен находиться под током свыше времени t max = 2 tдоп. Например, для автомата А – 3163 t доп. = (15+20)с ; t max = 40 с.
I уст. эл. расц. – ток установки электромагнитного расцепителя – наименьший ток, при котором срабатывает расцепитель.
Электромагнитные расцепители в установочных автоматах могут срабатывать с зависимой от тока выдержкой времени. Для этого к электромагнитному элементу пристраивается гидравлический замедлитель времени, например, в автоматах АК – 63 – МГ, АК – 50 – МГ. Такие автоматы могут осуществлять максимальную токовую защиту ЭД от перегрузок.
Большинство установочных автоматов (А – 3100, АП – 50, АЕ – 2000) имеют электромагнитные элементы с независимой от тока выдержкой времени. Они срабатывают с «отсечкой» тока (практически мгновенно), т.е. отключает защищаемую цепь за минимальное время (сотые доли секунды), определяемое быстродействием расцепителя.
Расцепители, действующие с отсечкой тока предназначены для защиты ЭД от токов короткого замыкания кратностью 10 – 15 и выше.
Ток уставки электромагнитных расцепителей и электромагнитных элементов комбинированных расцепителей имеет фиксированное значение обычно равное (9 ... 14) I н. расц..
4. Тепловая защита
Тепловое реле предназначено для защиты электродвигателя от длительных перегрузок. Реле срабатывает при создании 20%-ной перегрузки. От коротких замыканий тепловые реле не защищают и сами требуют такой защиты. Наиболее распространенные типы реле ТРП и ТРН. Реле состоит из электрического нагревательного элемента 1 ( рис 3), биметаллической пластины 2, контактов 5, пружин 3 и кнопки возврата 4.
 |
Нагревательный элемент 1 представляет собой спираль из провода (ленты) с высоким удельным сопротивлением (нихром) и включенную после силовых контактов магнитного пускателя в цепь электродвигателя. Нагревательные элементы выбирают по номинальному току защищаемого электродвигателя и температуре окружающей среды.
Рис.3.
При нормальной нагрузке электродвигателя нагревательный элемент и биметаллическая пластинка теплового реле не перегреваются, так как они успевают отдавать выделяющуюся теплоту в окружающую среду.
При перегрузках двигателя ток в его обмотках возрастает, нагревательный элемент теплового реле нагревает биметаллическую пластинку, которая, изгибаясь, разрывает контакты в цепи катушки магнитного пускателя. Для приведения теплового реле в состояние готовности нужно после остывания биметаллической пластины нажать кнопку возврата, расположенную на крышке магнитного пускателя.
Конструкция тепловых реле допускает регулировку установки в пределах ±25% от номинального тока нагревательных элементов. Нагревательные элементы теплового реле сменные и подбираются по номинальному току двигателя.
Недостатки теплового реле:
1. вследствие того, что постоянная времени нагрева теплового реле меньше постоянной времени нагрева двигателя, защитная характеристика реле не совпадает с перегрузочной электродвигателя. При перегрузке более 20% отключает электродвигатели раньше времени;
2. реле имеют значительный разброс во времени срабатывания;
3. на характеристики тепловых реле влияют изменения температуры окружающей среды;
4. требуют тщательной регулировки и настройки.
Выбор теплового реле и его установки
Тепловое реле надежно защищает двигатель лишь когда условия нагрева и охлаждения реле совпадают с условиями нагрева и охлаждения двигателя. Достичь этого подобия сложно и особенно при частых пусках и остановках. Поэтому тепловую защиту рекомендуется применять для двигателей, работающих в длительном режиме.
Реле выбирают из условия:
Iн.реле ≥ Iн.дв. , (7)
где Iн.реле – номинальный ток реле – наибольший длительный ток, который могут пропускать токоведущие части без нагрева сверх допустимой температуры. Этот ток указывается на марке реле – ТРН-10; ТРН-25; ТРН-60 и т.д.
Для данного типа реле подбирается нагревательный элемент. При длительном режиме работы и редких пусках сменный нагреватель выбирается из условия:
Iн.н. = Iн.дв. ± (0,15…0,20) Iн.дв. , (8)
где Iн.н. – номинальный ток нагревателя. Указывается на нагревателе, а также приводятся данные по нагревателям для каждого типа теплового реле в справочной литературе.