АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Анормальные режимы. При эксплуатации электрических приводов в ряде случаев возникают анормальные режимы работы, которые могут привести к тяжелым авариям — выходу из строя электрооборудования и электрических линий, а также к травмированию людей.

Из анализа видов возможных повреждений следует, что защита электропривода необходима от:

токов короткого замыкания;

кратковременных резких перегрузок;

небольших, но длительных перегрузок;

самопроизвольного включения двигателей при восстановлении напряжения в сети.

Основной анормальный режим — короткое замыкание. Эго замыкание между токоведущими частями, принадлежащими разным фазам, или замыкание фазных токоведущих частей с нулевыми проводами или землей.

Кратковременные резкие перегрузки в электроприводах могут быть опасны для рабочей машины и электродвигателя, что также требует защиты от этого вида аномалий. Согласно ГОСТу защита должна автоматически отключать электродвигатель при пяти-, шестикратном токе за 9...11 с.

Нарушение режима вызывает, как правило, превышение силы тока в обмотках электродвигателя (в 80...90 % всех аварийных случаев). Небольшие, но длительные перегрузки электродвигателя приводят к значительному перегреву его обмоток, недопустимому для данного класса изоляции. Защита электродвигателя от этого вида перегрузки должна быть направлена на отключение электродвигателя от сети, начиная с перегрузки хотя бы на 10 %. В соответствии с ГОСТом защита должна автоматически отключать электродвигатель при перегрузке на 20 % за 20...25 мин.

Самопроизвольное включение двигателей может привести к очень серьезной аварии. Избежать такие включения удается, применяя нулевую (минимальную) защиту.

Если анормальный режим наступил, то используют защитные устройства, действие которых направлено на то, чтобы ликвидировать аварию, а причиненный ущерб свести к минимуму. Программа действия защитных устройств заключается в следующем. Если параметры (ток, напряжение, температура и т. п.) эксплуатируемых электроустановок находятся в допустимых пределах, защитные устройства бездействуют. Если же их параметры превысили допустимые значения, защитные устройства отключают установки. Задачу различных систем защиты сводят к тому, чтобы своевременно отключить электродвигатель от сети при ненормальных условиях работы и тем самым предупредить повреждение изоляции электродвигателя и поломку в механической части привода и рабочей машины. При этом действие защитных устройств должно быть селективным (избирательным) — отключаться должны только поврежденные участки.

Виды защит. Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) предписаны соответствующие виды защиты, которую выполняют специальные аппаоаты и устройства.

Для защиты от токов короткого замыкания предназначены предохранители, электромагнитные токовые реле, электромагнитные расцепители автоматических выключателей (автоматов) и бесконтактные реле. Все эти аппараты действуют мгновенно, без выдержки времени на отключение поврежденного участка.

Для защиты от токов перегрузки служат тепловые и температурные, контактные и бесконтактные реле и тепловые расцепители автоматов, которые действуют с выдержкой времени, обратно пропорциональной силе тока перегрузки. Защиту от токов перегрузки называют тепловой защитой.

Для защиты от недопустимого снижения или исчезновения напряжения, называемой нулевой защитой, предназначены реле напряжения и расцепители напряжения автоматов, а также непосредственно контакторы и магнитные пускатели. Нулевая защита действует на отключение.

Ухудшение изоляции сетей электропотребителей ведет к токам утечки. Даже относительно небольшие токи утечки способны поразить людей и животных или привести к авариям. Для предотвращения подобных ситуаций применяют устройства защитного отключения (УЗО), предназначенные для защиты людей от поражения электрическим током при неисправностях электрооборудования или при непреднамеренном контакте с открытыми токопроводящими частями электроустановок, а также для предотвращения возгораний и пожаров, возникающих вследствие протекания токов утечки и замыканий на землю. Устройства применяют в низковольтных электрических сетях с глухозазем- ленной нейтралью бытового и промышленного назначения.

Принцип действия УЗО основан на одном из фундаментальных законов электротехники — законе электромагнитной индукции, описанном еще в 1831 г. английским физиком Майклом Фарадеем. В нормальном режиме, при отсутствии тока утечки, по проводникам силовой цепи (рис. 3.4), проходящим сквозь окно маг- нитопровода 1 дифференциального трансформатора тока (ДТТ), протекают рабочие токи нагрузки. Эти токи наводят в магнитном сердечнике ДТТ равные, но встречно направленные магнитные потоки. Результирующий магнитный поток равен нулю, следовательно, ток во вторичной обмотке также равен нулю. Вся система находится в состоянии покоя. При возникновении тока утечки (например, утечки на землю или прикосновении человека к токоведущим частям электроустановки ЭУ) баланс токов в питающих проводниках, а следовательно, и магнитных потоков в сердечнике нарушается и во вторичной обмотке ДТТ появляется трансформированный дифференциальный ток /2. Если этот ток превышает значение уставки электромагнитной защелки на постоянном маг-

Принцип действия УЗО

Рис. 3.4. Принцип действия УЗО

ните 2, защелка срабатывает и посредством рычага размыкает замок механизма свободного расцепления 3, тем самым отключая защищаемую цепь от питающей сети.

Все защитные аппараты, кроме предохранителей, — это аппараты многократного действия. После срабатывания и отключения поврежденного участка они возвращаются в исходное состояние автоматически (аппараты с самовозвратом) или вручную обслуживающим персоналом (аппараты с ручным возвратом).

Аппараты защиты с несколькими видами защиты называют аппаратами комбинированного действия.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >