Beskyttelsesenheter: formål, typer, klassifisering, spesifikasjoner, installasjon, funksjoner, innstillinger og reparasjon

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2024-01-02 14:00

Beskyttelsesenheter er enheter som er designet for å beskytte elektriske kretser, elektrisk utstyr, maskiner og andre enheter fra eventuelle trusler som forstyrrer normal drift av disse enhetene, samt for å beskytte dem mot overbelastning. Det er viktig å merke seg her at de må monteres riktig, og operasjonen må utføres nøyaktig i henhold til instruksjonene, ellers kan selve beskyttelsesanordningene forårsake utstyrssvikt, eksplosjon, brann og andre ting.

Grunnleggende kampkrav

For at enheten skal fungere, må den oppfylle følgende krav:

• Beskyttelsesanordninger må ikke under noen omstendigheter tillates å overstige temperaturen som er tillatt for dem under normal belastning av det elektriske nettverket eller elektrisk utstyr.
• Enheten skal ikke koble utstyret fra strøm under kortvarige overbelastninger, som ofte inkluderer innkoblingsstrøm, selvstartende strøm osv.

Når du velger sikringskoblinger, må du være basert på merkestrømmen i den delen av kretsen som skal beskytte denne enheten. Denne regelen for valg av beskyttelsesenheter er uansett relevant når du velger hvilken som helst enhet for beskyttelse. Det er også viktig å forstå at med langvarig overoppheting reduseres de beskyttende egenskapene betydelig. Dette påvirker enhetene negativt, siden de i øyeblikket med kritisk belastning kan for eksempel ikke slå seg av, noe som vil føre til en ulykke.

Beskyttelsesenheter må nødvendigvis slå av nettverket når det oppstår langvarige overbelastninger i denne kretsen. I dette tilfellet må den inverse avhengigheten av strømmen med hensyn til eksponeringstiden observeres.

I alle fall må beskyttelsesanordningen koble fra kretsen på slutten når det oppstår en kortslutning (kortslutning). Hvis det oppstår en kortslutning i en enfasekrets, må avstengningen skje i et nettverk med en solid jordet nøytral. Hvis det oppstår en kortslutning i en tofasekrets, så i et nettverk med isolert nøytral.

Elektriske kretsbeskyttelsesenheter har en brytekapasitet I _{pr. Verdien av denne parameteren må samsvare med kortslutningsstrømmen som kan oppstå i begynnelsen av den beskyttede delen. Hvis denne verdien er lavere enn den maksim alt mulige kortslutningsstrømmen, kan det hende at prosessen med å koble fra en del av kretsen ikke forekommer i det hele tatt eller kan forekomme, men med en forsinkelse. På grunn av dette kan ikke bare enhetene som er koblet til dette nettverket bli skadet, men også selve den elektriske kretsbeskyttelsesenheten. Av denne grunn må bruddkapasitetsfaktoren værestørre enn eller lik maksimal kortslutningsstrøm.}

Fusible Type Fuses

I dag er det flere enheter for å beskytte elektriske nettverk, som er de vanligste. En av disse enhetene er en sikring. Hensikten med denne typen beskyttelsesanordning er at den beskytter nettverket mot overbelastning av strøm og kortslutninger.

I dag finnes det engangsapparater, samt med utskiftbare innsatser. Slike enheter kan brukes både i industrielle behov og i hverdagen. For å gjøre dette er det enheter som brukes i linjer opp til 1 kV.

I tillegg til dem er det høyspentenheter som brukes i nettstasjoner med spenning over 1000 V. Et eksempel på en slik enhet kan være en sikring på hjelpetransformatorer til nettstasjoner med 6/0, 4 kV.

Siden formålet med disse beskyttelsesenhetene er å beskytte mot kortslutning og strømoverbelastning, har de blitt mye brukt. I tillegg er de veldig enkle og enkle å bruke, utskiftingen er også rask og enkel, og de er svært pålitelige i seg selv. Alt dette har ført til at slike sikringer brukes veldig ofte.

For å vurdere de tekniske egenskapene kan du ta enheten PR-2. Avhengig av nominell strøm, er denne enheten tilgjengelig med seks typer patroner, som varierer i diameter. I kassetten til hver av dem kan en innsats installeres med forventning om en annen merkestrøm. Tilfor eksempel kan en 15 A-kassett utstyres med både en 6 A- og en 10 A-innsats.

I tillegg til denne egenskapen, er det også konseptet med nedre og øvre teststrøm. Når det gjelder den nedre verdien av teststrømmen, er dette den maksimale verdien av strømmen, under strømmen som i kretsen i 1 time vil kretsdelen ikke bli frakoblet. Når det gjelder den øvre verdien, er dette minimum strømkoeffisienten som, når den flyter i 1 time i kretsen, vil smelte innsatsen i beskyttelses- og kontrollapparatet.

Circuit breakers

Circuit breakers spiller samme rolle som sikringer, men designet er mer komplekst. Dette oppveies imidlertid av det faktum at brytere er mye mer praktisk å bruke enn sikringer. For eksempel, hvis en kortslutning vises i nettverket på grunn av aldring av isolasjonen, kan bryteren koble den skadede delen av den elektriske kretsen fra strømmen. Samtidig gjenopprettes selve kontroll- og beskyttelsesapparatet ganske enkelt, etter drift krever det ikke utskifting med en ny, og etter reparasjonsarbeid er det i stand til pålitelig å beskytte delen av kretsen under kontroll igjen. Det er veldig praktisk å bruke denne typen brytere hvis det er nødvendig å utføre rutinereparasjoner.

Når det gjelder produksjonen av disse enhetene, er hovedindikatoren merkestrømmen som enheten er designet for. I denne forbindelse er det et stort utvalg, som lar deg velge den som passer best for hver kjede.enhet. Hvis vi snakker om driftsspenningen, er de, som sikringer, delt inn i to typer: med spenning opptil 1 kV og høyspenning med driftsspenning over 1 kV. Det er viktig å legge til her at høyspenningsbeskyttelsesanordninger for elektrisk utstyr og elektriske kretser produseres i vakuum, med en inertgass eller oljefylt. Denne utformingen gjør det mulig på et høyere nivå å koble ut kretsen når et slikt behov oppstår. En annen vesentlig forskjell mellom effektbrytere og sikringer er at de er laget for drift ikke bare i enfase, men også i trefasekretser.

For eksempel, i tilfelle en kortslutning til bakken til en av lederne til en elektrisk motor, vil strømbryteren slå av alle tre fasene, og ikke en skadet. Dette er en betydelig og nøkkelforskjell, fordi hvis bare én fase er slått av, vil motoren fortsette å operere på to faser. Denne driftsmodusen er en nødsituasjon og reduserer levetiden til enheten betydelig, og kan til og med føre til en nødsvikt i utstyret. I tillegg er automatsikringer produsert for å fungere med både AC- og DC-spenning.

Termisk og strømrelé

I dag er det mange forskjellige typer reléer blant enheter for beskyttelse av elektriske nettverk.

Det termiske reléet er en av de vanligste enhetene som kan beskytte elektriske motorer, varmeovner, alle strømenheter fraproblem som overbelastningsstrøm. Prinsippet for drift av denne enheten er veldig enkelt, og det er basert på det faktum at elektrisk strøm er i stand til å varme opp lederen som den strømmer gjennom. Den viktigste arbeidsdelen av ethvert termisk relé er en bimetallisk plate. Når den varmes opp til en viss temperatur, bøyer denne platen seg, noe som bryter den elektriske kontakten i kretsen. Naturligvis vil oppvarmingen av platen fortsette til den når det kritiske punktet.

I tillegg til termisk finnes det andre typer beskyttelsesenheter, for eksempel et strømrelé som styrer strømmengden i nettverket. Det er også et spenningsrelé som vil reagere på en spenningsendring i nettet og et differensialstrømrelé. Den siste enheten er en lekkasjestrømbeskyttelsesenhet. Det er viktig å merke seg her at effektbrytere, som sikringer, ikke kan reagere på forekomsten av strømlekkasje, siden denne verdien er ganske liten. Men samtidig er denne verdien ganske nok til å drepe en person i kontakt med dekselet til en enhet som er utsatt for en slik funksjonsfeil.

Hvis det er et stort antall elektriske apparater som må koble til et differensialstrømrelé, brukes ofte kombinerte maskiner for å redusere størrelsen på strømskjermen. Enheter som kombinerer en effektbryter og et differensialstrømrelé - differensialbeskyttelsesbrytere, eller difautomater, har blitt slike enheter. Når du bruker slike enheter, reduseres ikke bare størrelsen på strømskjoldet, men installasjonsprosessen er betydelig forenklet.beskyttelsesapparater, som igjen gjør dem mer økonomiske.

Spesifikasjoner for termisk relé

Hovedkarakteristikken for termiske reléer er responstiden, som avhenger av laststrømmen. Med andre ord kalles denne egenskapen tidsstrøm. Hvis vi vurderer det generelle tilfellet, vil gjeldende I₀ strømme gjennom reléet før belastningen påføres. I dette tilfellet vil oppvarmingen av bimetallplaten være q_{0. Når du sjekker denne egenskapen, er det veldig viktig å vurdere fra hvilken tilstand (overopphetet eller kald) enheten utløses. I tillegg, når du sjekker disse enhetene, er det svært viktig å huske at platen ikke er termisk stabil når det oppstår en kortslutningsstrøm.}

Valget av termiske reléer er som følger. Merkestrømmen til en slik beskyttelsesenhet velges basert på den nominelle belastningen til den elektriske motoren. Den valgte reléstrømmen skal være 1, 2-1, 3 av motorens merkestrøm (laststrøm). Med andre ord, en slik enhet vil fungere hvis belastningen innen 20 minutter er fra 20 til 30%.

Det er veldig viktig å forstå at driften av det termiske reléet er betydelig påvirket av omgivelseslufttemperaturen. På grunn av økningen i omgivelsestemperaturen, vil driftsstrømmen til denne enheten reduseres. Hvis denne indikatoren avviker for mye fra den nominelle, vil det enten være nødvendig å utføre ytterligere jevn justering av reléet,eller kjøp en ny enhet, men ta hensyn til den faktiske omgivelsestemperaturen i arbeidsområdet til denne enheten.

For å redusere effekten av omgivelsestemperaturen på pickup-strømverdien, er det nødvendig å kjøpe et relé med høyere belastning. For å oppnå riktig funksjon av en varm enhet, bør den installeres i samme rom som det kontrollerte objektet. Imidlertid må det huskes at reléet reagerer på temperatur, og derfor er det forbudt å plassere det i nærheten av konsentrerte varmekilder. Kjeler, varmekilder og andre lignende systemer og enheter anses å være slike kilder.

Velg enheter

Når du velger utstyr for å beskytte elektriske mottakere og elektriske nettverk, er det nødvendig å basere seg på merkestrømmene som disse enhetene er designet for, samt på strømmen som forsyner nettverket der slike enheter skal installeres.

Når du velger en beskyttelsesenhet, er det svært viktig å huske på forekomsten av slike unormale driftsmoduser som:

• fase-til-fase kortslutninger;
• fase kort til sak;
• en sterk økning i strøm, som kan være forårsaket av en ufullstendig kortslutning eller overbelastning av prosessutstyr;
• fullstendig forsvinning eller for mye reduksjon i spenning.

Når det gjelder kortslutningsbeskyttelse, må det utføres for alle elektriske mottakere. Hovedkravet er at du kobler enheten fra nettverket nårforekomsten av kortslutning bør være minst mulig. Ved valg av verneinnretninger er det også viktig å vite at det skal gis full overstrømsbeskyttelse, med unntak av noen få av følgende tilfeller:

• når overbelastning av elektriske mottakere av teknologiske årsaker er ganske enkelt umulig eller usannsynlig;
• hvis kraften til den elektriske motoren er mindre enn 1 kW.

I tillegg kan det hende at en elektrisk beskyttelsesenhet ikke har en overbelastningsbeskyttelsesfunksjon hvis den er installert for å overvåke en elektrisk motor som drives i periodisk eller intermitterende drift. Et unntak er installasjon av eventuelle elektriske apparater i rom med høy brannfare. I slike rom må overbelastningsbeskyttelse installeres på alle enheter uten unntak.

Underspenningsvern må stilles inn i noen av følgende tilfeller:

• for elektriske motorer som ikke kan slås på med full spenning;
• for elektriske motorer der selvstart ikke er tillatt av en rekke teknologiske årsaker, eller det er farlig for ansatte;
• for alle andre elektriske motorer som må slås av for å redusere den totale effekten til alle tilkoblede elektriske mottakere på dette nettverket til en akseptabel verdi.

Variasjoner av strømmer og utvalg av beskyttelsesenheter

Det farligste er kortslutningsstrømmen. Hovedfaren er at den er mye større enn den normale startstrømmen, og verdien kan også variere mye avhengig av hvilken del av kretsen den oppstår. Når du kontrollerer en beskyttelsesanordning som beskytter en krets mot kortslutning, må den så raskt som mulig koble fra kretsen når et slikt problem oppstår. Samtidig skal det ikke i noe tilfelle fungere når en normal verdi av startstrømmen til en elektrisk enhet oppstår i kretsen.

Når det gjelder overbelastningsstrømmen, er alt ganske klart her. En slik strøm anses å være en hvilken som helst verdi av karakteristikken som overstiger merkestrømmen til den elektriske motoren. Men her er det veldig viktig å forstå at ikke hver gang en overbelastningsstrøm oppstår, må beskyttelsesanordningen koble fra kontaktene til kretsen. Dette er også viktig fordi en kortvarig overbelastning av både den elektriske motoren og det elektriske nettverket er tillatt i noen tilfeller. Det er verdt å legge til her at jo kortere belastningen er, desto større verdier kan den nå. Basert på dette blir det klart hva som er hovedfordelen med enkelte enheter. Graden av beskyttelse av enheter med en "avhengig karakteristikk" i dette tilfellet er maksimum, siden deres responstid vil avta med en økning i belastningsfaktoren i dette øyeblikket. Derfor er slike enheter ideelle for overstrømsbeskyttelse.

For å oppsummere kan vi si følgende. For beskyttelse motkortslutning, må det velges en frihjulsenhet, som vil konfigureres til å drive en strøm som er betydelig høyere enn startverdien. For overbelastningsbeskyttelse, tvert imot, må beskyttelsesbryteren ha treghet, samt en avhengig karakteristikk. Den må velges på en slik måte at den ikke fungerer under normal oppstart av den elektriske enheten.

Ulemper med forskjellige typer beskyttelsesenheter

Sikringer, som tidligere ble mye brukt som koblingsutstyr, har følgende ulemper:

• ganske begrenset mulighet for bruk som overstrømsbeskyttelse da innkoblingsstrømavstemming er ganske vanskelig;
• motoren vil fortsette å gå på to faser selv om den tredje er avbrutt av en sikring, noe som fører til at motoren svikter ofte;
• i visse tilfeller er grensen for avskjæringseffekt utilstrekkelig;
• ingen mulighet for raskt å gjenopprette strømmen etter et strømbrudd.

Når det gjelder lufttypene av maskiner, er de mer perfekte enn sikringer, men de er ikke uten ulemper. Hovedproblemet med bruk av elektriske beskyttelsesanordninger er at de ikke er selektive når det gjelder handling. Dette er spesielt merkbart hvis det oppstår en uregulert avskjæringsstrøm ved innstillingsmaskinen.

Det finnes installasjonsmaskiner der overbelastningsbeskyttelse utføres med termiske utløser. Følsomhet ogforsinkelsen deres er verre enn for termiske reléer, men samtidig virker de på alle tre fasene samtidig. Når det gjelder universelle automatiske maskiner for beskyttelse, her er det enda verre. Dette begrunnes med det faktum at bare elektromagnetiske utgivelser er tilgjengelige.

Magnetiske startere brukes ofte, der termiske releer er bygget. Slikt verneutstyr er i stand til å beskytte den elektriske kretsen mot overbelastningsstrøm i to faser. Men siden termiske reléer har stor treghet, er de ikke i stand til å gi beskyttelse mot kortslutninger. Installering av en holdespole i starteren kan gi underspenningsbeskyttelse.

Høykvalitets beskyttelse mot både overbelastningsstrøm og kortslutning kan kun gis av induksjonsreleer eller elektromagnetiske releer. De kan imidlertid bare fungere gjennom en frakoblingsenhet, noe som gjør kretsen med tilkoblingen mer komplisert.

Ved å oppsummere ovenstående kan vi trekke følgende to konklusjoner:

1. For å beskytte elektriske motorer, hvis effekt ikke overstiger 55 kW, mot overbelastningsstrøm, brukes oftest magnetiske startere med sikringer eller med luftinnretninger.
2. Hvis effekten til den elektriske motoren er mer enn 55 kW, brukes elektromagnetiske kontaktorer med luftkjøretøyer eller beskyttelsesreleer for å beskytte dem. Det er veldig viktig å huske her at kontaktoren ikke vil tillate at kretsen brytes hvis det oppstår en kortslutning.

Når du velger riktig enhet, er det svært viktig å beregne beskyttelsesenhetene. Den viktigste formelen er beregningen av motorens merkestrøm, som lar deg velge en beskyttelsesenhet med passende indikatorer. Formelen ser slik ut:

I_n=R_dv ÷(√3U_{ncos c n), hvor:}

I_{n er merkestrømmen til motoren, som vil være i A;}

R_{motor er kraften til motoren, som er representert i kW;}

U_{n er merkespenningen i V;}

cos q er den aktive effektfaktoren;

n er effektivitetsfaktoren.

Når du kjenner til disse dataene, kan du enkelt beregne motorens merkestrøm og deretter enkelt velge riktig beskyttelsesenhet.

varianter av skader på verneutstyr

Hovedforskjellen mellom elektriske kretsbeskyttelsesenheter og andre enheter er at de ikke bare fikser feilen, men også kobler fra kretsen hvis de karakteristiske verdiene går utover visse grenser. Det farligste problemet, som ofte deaktiverer verneutstyr, har blitt en døv kortslutning. Under forekomsten av en slik kortslutning når strømindikatorene de høyeste verdiene.

Når en åpen krets oppstår når et slikt problem oppstår, oppstår ofte en elektrisk lysbue, som på kort tid er ganske i stand til å ødelegge isolasjonen og smelte metalldelene til apparatet.

Hvis det oppstår for mye overbelastningsstrøm, kan det føre til at de ledende delene overopphetes. I tillegg kommer mekaniske krefter somøke slitasjen på individuelle elementer i utstyret betydelig, noe som noen ganger til og med kan føre til brudd på enheten.

Det er høyhastighetsbrytere som er utsatt for slike problemer som å gni den bevegelige armen og den bevegelige kontakten mot veggene til lysbuen, samt kortslutte den avmagnetiserende spolestangen til kabinettet. Ganske ofte er det for mye slitasje på kontaktflater, stempler og drivsylindere.

Reparasjon av høyhastighetsmaskiner

Reparasjon av alle typer høyhastighetsbeskyttelsesanordninger må utføres i samme rekkefølge. Høyhastighetsbryteren, eller BV, blåses med ren trykkluft ved et trykk på ikke mer enn 300 kPa (3kgf/cm2). Etter det tørkes enheten med servietter. Deretter må du fjerne gjenstander som lysbuen, blokkeringsanordning, pneumatisk aktuator, bevegelig kontaktarmatur, induktiv shunt og andre.

Direkte reparasjon av enheten utføres på et spesielt reparasjonsstativ. Lysbuen demonteres, veggene rengjøres i en spesiell sprengningsmaskin, hvoretter de tørkes og inspiseres. I den øvre delen av dette kammeret kan spon tillates hvis dimensjonene deres ikke overstiger 50x50 mm Veggtykkelsen ved bruddpunktene skal være fra 4 til 8 mm. Det er nødvendig å måle motstanden mellom hornene til lysbuen. For noen prøver må indikatoren være minst 5 MΩ, og for noen minst 10 MΩ.

Den skadede partisjonen må kuttes nedhele dens lengde. Alle lignende hogststeder bør rengjøres nøye. Etter det smøres overflatene som skal limes med en limløsning basert på epoksyharpiks. Hvis det ble funnet ødelagte vifteark, erstattes de. Hvis det er bøyde, må de jevnes og settes i drift igjen. Det er også en lysbue som bør renses for avleiringer og smelting, hvis noen.