9.2. Пакетные выключатели и переключатели

По сравнению с рубильниками имеют малые габариты, коммутируют номинальные токи, позволяют одновременно включать и отключать несколько цепей. К подвижному контакту прикрепляется две щечки фибровых пластин, между которыми горит дуга. Соприкасаясь со стенками из фибры, выделяется газ, повышается давление внутри закрытого переключателя, что способствует быстрому гашению дуги без выброса пламени и газов. Как правило, на фазу имеется два разрыва, поэтому дуга переменного тока гасится в первую бестоковую паузу.

Применяются для нечастых коммутаций (число циклов 10⁴,10⁵ переключений) в цепях до 400А и в цепях автоматики. Применяются для пуска двигателей, реверса, переключения схемы соединения обмоток двигателя со звезды на треугольник.

Глава десятая. Предохранители.

Это аппараты защищающие установки от токов перегрузки и т.к.з. основными элементами являются плавная вставка и дугогасительное устройство.

Требования к предохранителям

1. Время – токовая характеристика предохранителя должна проходить ниже характеристики объекта, но возможно ближе к ней.

2. При К.З. предохранители должны работать селективно(избирательно).

3. Характеристики предохранителя во время эксплуатации должны быть стабильными.

4. Предохранители должны иметь высокую отключающую способность (мощность).

5. Замена вставки или предохранителя не должна требовать много времени.

1 0.1. Нагрев плавной вставки при перегрузках

Плавная вставка должна длительно пропускать токи номинального режима, и расплавляться (сгорать) при превышении I_ном . на рисунке кривая 1 характеризует защищаемый объект, т.е.в течение данного времени t в цепи может протекать без повреждений ток не больше, чем по кривой 1, 2 – такой должна быть характеристика предохранителя. Но как правило, характеристика имеет вид 3, т.е.в зоне больших перегрузок Б, предохранитель работает хорошо, в зоне А- малых перегрузок, не защищает объект.

Рис.40

Важнейшей характеристикой является зависимость времени расплавления вставки от отключенного тока – времятоковая характеристика. Максимальный ток, на который рассчитана вставка для длительной работы, называется номинальным током плавкой вставки.

Ток больше I_н, при котором вставка сгорает, через 1,5+2 часа называется пограничным I_погр>I_{ном .}

При пограничном токе вставка достигает t плавления через 1-2 часа. За такое время все детали предохранителя нагреваются до высоких температур. Для снижения времени и температуры плавления вставке: 1) придают специальную форму; 2) используют металлургический

Рис. 41 эффект.

а)

Рис. 42

1. На суженных участках выделяется больше тепла,т.к. R_п больше при меньшим сечении. При I_ном избыточное тепло суженных участков вследствие теплопроводности отдается широким и вставка имеет одинаковую

б)

в)

температуру. При перегрузках вставка плавится в самом горячем месте. При К.3. отвода тепла нет и вставка перегорает во всех суженных местах. Причем так быстро, что ток не успевает достигнуть амплитудного значения (t<0,00.) сек. При перегрузках и К.3. за счёт действия э.д.у. вставка (б) разрывается на конце, где имеет более тонкое сечение. При наличии пружины (в) вставка разрывается уже при размягчении материала и дуги может и не быть.

2. Металлургический эффект, когда легкоплавкие металла (олово, свинец) в расплавленном состоянии растворяют тугоплавкие материалы (медь, серебро). Полученный раствор имеет большое сопротивление и низкую температуру плавления. На тонкую проволоку напаивается шарик олова, который плавится при t=232°C, растворяет медь, возникает, сопротивление и температура растут, возникает дуга, по всей длине вставки при t_пл = 280 °С.

Тепловое старение

В связи с образованием плёнки окислов активное сечение медной вставки при работе с высокой температурой постепенно уменьшается. Поэтому с учётом окисления выбирается заниженный , что ухудшает времятоковую характеристику. Серебряные токовые вставки не подвержены тепловому старению, потому для них I_ном выбирается близко к I_погр. Применение металлургического эффекта позволяет снизить I_погр /I_ном до 1,2 ·1,4) ,

где K_ст – коэффициетн старения