Aizsardzības ierīces: mērķis, veidi, klasifikācija, specifikācijas, uzstādīšana, darbības pazīmes, iestatījumi un remonts

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-02 13:59

Aizsardzības ierīces ir ierīces, kas paredzētas, lai aizsargātu elektriskās ķēdes, elektroiekārtas, mašīnas un citas vienības no jebkādiem draudiem, kas traucē normālu šo ierīču darbību, kā arī lai pasargātu tās no pārslodzes. Šeit ir svarīgi atzīmēt, ka tie ir pareizi jāuzstāda, un darbība jāveic precīzi saskaņā ar instrukcijām, pretējā gadījumā pašas aizsargierīces var izraisīt aprīkojuma bojājumus, eksploziju, ugunsgrēku un citas lietas.

Armatūras pamatprasības

Lai ierīce darbotos veiksmīgi, tai jāatbilst šādām prasībām:

• Aizsargierīces nekādā gadījumā nedrīkst pārsniegt tām atļauto temperatūru pie normālas elektrotīkla vai elektroiekārtu slodzes.
• Ierīcei nevajadzētu atvienot iekārtu no strāvas īstermiņa pārslodzes laikā, kas bieži ietver ieslēgšanas strāvu, pašas palaišanas strāvu utt.

Izvēloties drošinātāju saites, jums ir jābalstās uz nominālo strāvu ķēdes sadaļā, kas aizsargās šo ierīci. Šis aizsardzības ierīču izvēles noteikums ir būtisks jebkurā gadījumā, izvēloties jebkuru aizsardzības ierīci. Ir arī svarīgi saprast, ka ar ilgstošu pārkaršanu aizsargājošās īpašības ievērojami samazinās. Tas negatīvi ietekmē ierīces, jo kritiskās slodzes brīdī tās, piemēram, var vienkārši neizslēgties, kas novedīs pie negadījuma.

Aizsardzības ierīcēm obligāti jāizslēdz tīkls, ja šajā ķēdē notiek ilgstošas pārslodzes. Šajā gadījumā ir jāievēro apgrieztā atkarība no strāvas attiecībā pret ekspozīcijas laiku.

Jebkurā gadījumā aizsargierīcei ir jāatvieno ķēde beigās, kad notiek īssavienojums (īssavienojums). Ja vienfāzes ķēdē rodas īssavienojums, tad izslēgšanai jānotiek tīklā ar stingri iezemētu neitrālu. Ja īssavienojums notiek divfāžu ķēdē, tad tīklā ar izolētu neitrālu.

Elektrisko ķēžu aizsardzības ierīcēm ir I _{pr pārrāvuma jauda. Šī parametra vērtībai jāatbilst īssavienojuma strāvai, kas var rasties aizsargātās sadaļas sākumā. Ja šī vērtība ir mazāka par maksimālo iespējamo īssavienojuma strāvu, ķēdes daļas atvienošanas process var nenotikt vispār vai var notikt, bet ar kavēšanos. Sakarā ar to var tikt bojātas ne tikai šim tīklam pievienotās ierīces, bet arī pati elektriskās ķēdes aizsargierīce. Šī iemesla dēļ pārrāvuma jaudas koeficientam ir jābūtlielāka vai vienāda ar maksimālo īssavienojuma strāvu.}

Kausējamā tipa drošinātāji

Šodien elektrisko tīklu aizsardzībai ir vairākas ierīces, kas ir visizplatītākās. Viena no šīm ierīcēm ir drošinātājs. Šāda veida aizsardzības ierīces mērķis ir aizsargāt tīklu no strāvas veida pārslodzēm un īssavienojumiem.

Šodien ir pieejamas vienreizējās lietošanas ierīces, kā arī ar maināmiem ieliktņiem. Šādas ierīces var izmantot gan rūpnieciskās vajadzībām, gan ikdienas dzīvē. Lai to izdarītu, ir ierīces, kas tiek izmantotas līnijās līdz 1 kV.

Bez tiem apakšstacijās tiek izmantotas augstsprieguma ierīces, kuru spriegums ir lielāks par 1000 V. Šādas ierīces piemērs var būt drošinātājs uz apakšstaciju palīgtransformatoriem ar 6/0, 4 kV.

Tā kā šo aizsargierīču mērķis ir aizsargāt pret īssavienojumiem un strāvas pārslodzi, tās ir plaši izmantotas. Turklāt tie ir ļoti vienkārši un ērti lietojami, arī to nomaiņa ir ātra un vienkārša, turklāt tie ir ļoti uzticami paši par sevi. Tas viss ir novedis pie tā, ka šādi drošinātāji tiek izmantoti ļoti bieži.

Lai ņemtu vērā tehniskos parametrus, varat ņemt ierīci PR-2. Atkarībā no nominālās strāvas šī ierīce ir pieejama ar sešu veidu kasetnēm, kas atšķiras pēc diametra. Katras no tām kasetnē var uzstādīt ieliktni ar atšķirīgu nominālo strāvu. Uzpiemēram, 15 A kārtridžu var aprīkot gan ar 6 A, gan 10 A ieliktni.

Papildus šim raksturlielumam ir arī apakšējās un augšējās pārbaudes strāvas jēdziens. Kas attiecas uz pārbaudes strāvas zemāko vērtību, tā ir maksimālā strāvas vērtība, kuras plūsmas laikā ķēdē 1 stundu ķēdes daļa netiks atvienota. Kas attiecas uz augšējo vērtību, tas ir minimālais strāvas koeficients, kas, plūstot ķēdē 1 stundu, izkausēs ieliktni aizsardzības un vadības aparātā.

Strāvas slēdži

Strāvas slēdžiem ir tāda pati loma kā drošinātājiem, taču to dizains ir sarežģītāks. Taču to kompensē fakts, ka slēdžus ir daudz ērtāk lietot nekā drošinātājus. Piemēram, ja tīklā rodas īssavienojums izolācijas novecošanas dēļ, tad slēdzis spēj atvienot bojāto elektriskās ķēdes posmu no strāvas. Tajā pašā laikā pats vadības un aizsardzības aparāts ir diezgan viegli atjaunojams, pēc ekspluatācijas tas nav jāaizstāj ar jaunu, un pēc remontdarbiem tas atkal spēj droši aizsargāt savā kontrolē esošo ķēdes posmu. Šāda veida slēdžus ir ļoti ērti izmantot, ja nepieciešams veikt kārtējos remontdarbus.

Attiecībā uz šo ierīču ražošanu galvenais rādītājs ir nominālā strāva, kurai ierīce ir paredzēta. Šajā sakarā ir milzīga izvēle, kas ļauj izvēlēties katrai ķēdei piemērotāko.ierīci. Ja mēs runājam par darba spriegumu, tad tos, tāpat kā drošinātājus, iedala divos veidos: ar spriegumu līdz 1 kV un augstspriegumam ar darba spriegumu virs 1 kV. Šeit svarīgi piebilst, ka elektroiekārtu un elektrisko ķēžu augstsprieguma aizsargierīces tiek ražotas vakuumā, ar inertas gāzes vai eļļas pildījumu. Šis dizains ļauj augstākā līmenī atslēgt ķēdi, kad rodas šāda vajadzība. Vēl viena būtiska atšķirība starp automātiskiem slēdžiem un drošinātājiem ir tā, ka tie ir paredzēti darbam ne tikai vienfāzes, bet arī trīsfāžu ķēdēs.

Piemēram, ja rodas īssavienojums ar zemi vienam no elektromotora vadītājiem, ķēdes pārtraucējs izslēgs visas trīs fāzes, nevis vienu bojāto. Tā ir būtiska un būtiska atšķirība, jo, ja tiek izslēgta tikai viena fāze, motors turpinās darboties divās fāzēs. Šis darbības režīms ir ārkārtas gadījums un ievērojami samazina ierīces kalpošanas laiku un var pat izraisīt iekārtas avārijas atteici. Turklāt automātiskā tipa automātiskie slēdži tiek ražoti darbam gan ar maiņstrāvas, gan līdzstrāvas spriegumu.

Siltuma un strāvas relejs

Mūsdienās starp elektrisko tīklu aizsardzības ierīcēm ir daudz dažādu veidu releju.

Termiskais relejs ir viena no visizplatītākajām ierīcēm, kas var aizsargāt elektromotorus, sildītājus, jebkuras barošanas ierīces noproblēma, piemēram, pārslodzes strāva. Šīs ierīces darbības princips ir ļoti vienkāršs, un tas ir balstīts uz faktu, ka elektriskā strāva spēj sildīt vadītāju, caur kuru tā plūst. Jebkura termiskā releja galvenā darba daļa ir bimetāla plāksne. Sildot līdz noteiktai temperatūrai, šī plāksne izliecas, kas pārtrauc elektrisko kontaktu ķēdē. Protams, plāksnes sildīšana turpināsies, līdz tā sasniegs kritisko punktu.

Papildus termiskajai ir arī cita veida aizsardzības ierīces, piemēram, strāvas relejs, kas kontrolē strāvas daudzumu tīklā. Ir arī sprieguma relejs, kas reaģēs uz sprieguma izmaiņām tīklā, un diferenciālās strāvas relejs. Pēdējā ierīce ir noplūdes strāvas aizsardzības ierīce. Šeit ir svarīgi atzīmēt, ka automātiskie slēdži, tāpat kā drošinātāji, nevar reaģēt uz strāvas noplūdi, jo šī vērtība ir diezgan maza. Bet tajā pašā laikā šī vērtība ir pilnīgi pietiekama, lai nogalinātu cilvēku, kas saskaras ar ierīces korpusu, kas pakļauts šādai darbības traucējumiem.

Ja ir liels skaits elektroierīču, kurām jāpievieno diferenciālās strāvas relejs, tad bieži tiek izmantotas kombinētās iekārtas, lai samazinātu jaudas vairoga izmēru. Par šādām ierīcēm ir kļuvušas ierīces, kas apvieno ķēdes pārtraucēju un diferenciālās strāvas releju - diferenciālās aizsardzības slēdžus jeb difautomātus. Izmantojot šādas ierīces, tiek samazināts ne tikai jaudas vairoga izmērs, bet arī ievērojami atvieglots uzstādīšanas process.aizsardzības aparāti, kas savukārt padara tos ekonomiskākus.

Siltuma releja specifikācijas

Galvenais siltuma releju raksturlielums ir reakcijas laiks, kas ir atkarīgs no slodzes strāvas. Citiem vārdiem sakot, šo raksturlielumu sauc par laika strāvu. Ja ņemam vērā vispārējo gadījumu, tad pirms slodzes pielikšanas strāva I₀ plūst caur releju. Šajā gadījumā bimetāla plāksnes sildīšana būs q_{0. Pārbaudot šo raksturlielumu, ir ļoti svarīgi ņemt vērā, no kura stāvokļa (pārkarsusi vai auksta) ierīce tiek iedarbināta. Turklāt, pārbaudot šīs ierīces, ir ļoti svarīgi atcerēties, ka plāksne nav termiski stabila, ja rodas īssavienojuma strāva.}

Siltumreleju izvēle ir šāda. Šādas aizsargierīces nominālā strāva tiek izvēlēta, pamatojoties uz elektromotora nominālo slodzi. Izvēlētajai releja strāvai jābūt 1, 2-1, 3 no motora nominālās strāvas (slodzes strāvas). Citiem vārdiem sakot, šāda ierīce darbosies, ja 20 minūšu laikā slodze būs no 20 līdz 30%.

Ir ļoti svarīgi saprast, ka termoreleja darbību būtiski ietekmē apkārtējā gaisa temperatūra. Sakarā ar apkārtējās vides temperatūras paaugstināšanos šīs ierīces darbības strāva samazināsies. Ja šis indikators pārāk atšķiras no nominālā, tad būs jāveic vai nu papildu vienmērīga releja regulēšana,vai iegādājieties jaunu ierīci, bet ņemot vērā faktisko apkārtējās vides temperatūru šīs iekārtas darba zonā.

Lai samazinātu apkārtējās vides temperatūras ietekmi uz uztveršanas strāvas vērtību, ir jāiegādājas relejs ar augstāku slodzes novērtējumu. Lai panāktu siltās ierīces pareizu darbību, tā jāuzstāda vienā telpā ar vadāmo objektu. Tomēr jāatceras, ka relejs reaģē uz temperatūru, un tāpēc to ir aizliegts novietot tuvu koncentrētiem siltuma avotiem. Par šādiem avotiem tiek uzskatīti apkures katli, apkures avoti un citas līdzīgas sistēmas un ierīces.

Atlasīt ierīces

Izvēloties iekārtas elektrisko uztvērēju un elektrisko tīklu aizsardzībai, ir jāvadās pēc nominālajām strāvām, kurām šīs ierīces ir paredzētas, kā arī strāvu, kas piegādā tīklu, kurā šādas iekārtas tiks uzstādītas.

Izvēloties aizsardzības ierīci, ir ļoti svarīgi paturēt prātā tādu neparastu darbības režīmu rašanos kā:

• fāzes-fāzu īssavienojumi;
• fāzes saīsinājums pret korpusu;
• spēcīgs strāvas pieaugums, ko var izraisīt nepilnīgs īssavienojums vai procesa iekārtu pārslodze;
• pilnīga pazušana vai pārāk liels sprieguma samazinājums.

Attiecībā uz aizsardzību pret īssavienojumiem tā ir jāveic visiem elektriskajiem uztvērējiem. Galvenā prasība ir ierīces atvienošana no tīkla, kadīssavienojuma gadījumam jābūt pēc iespējas mazākam. Izvēloties aizsargierīces, ir arī svarīgi zināt, ka ir jānodrošina pilnīga pārslodzes aizsardzība, izņemot dažus no šādiem gadījumiem:

• kad elektrisko uztvērēju pārslodze tehnoloģisku iemeslu dēļ ir vienkārši neiespējama vai maz ticama;
• ja elektromotora jauda ir mazāka par 1 kW.

Turklāt elektriskajai aizsardzības ierīcei var nebūt pārslodzes aizsardzības funkcijas, ja tā ir uzstādīta, lai uzraudzītu elektromotoru, kas tiek darbināts ar pārtraukumiem vai pārtraukumiem. Izņēmums ir jebkuru elektroierīču uzstādīšana telpās ar augstu ugunsbīstamību. Šādās telpās pārslodzes aizsardzība ir jāuzstāda visās ierīcēs bez izņēmuma.

Aizsardzība pret zemsprieguma ir jāiestata dažos no šiem gadījumiem:

• elektromotoriem, kurus nevar ieslēgt ar pilnu spriegumu;
• elektromotoriem, kuru pašpalaišana nav pieļaujama vairāku tehnoloģisku iemeslu dēļ vai ir bīstama darbiniekiem;
• jebkuriem citiem elektromotoriem, kas ir jāizslēdz, lai samazinātu visu šajā tīklā pievienoto elektrisko uztvērēju kopējo jaudu līdz pieņemamai vērtībai.

Strāvu dažādības un aizsargierīču izvēle

Visbīstamākā ir īssavienojuma strāva. Galvenās briesmas ir tādas, ka tā ir daudz lielāka par parasto palaišanas strāvu, kā arī tās vērtība var ievērojami atšķirties atkarībā no ķēdes sadaļas, kurā tā notiek. Tādējādi, pārbaudot aizsargierīci, kas aizsargā ķēdi no īssavienojuma, tai pēc iespējas ātrāk ir jāatvieno ķēde, kad rodas šāda problēma. Tajā pašā laikā tas nekādā gadījumā nedrīkst darboties, ja ķēdē ir normāla jebkuras elektriskās ierīces palaišanas strāvas vērtība.

Kas attiecas uz pārslodzes strāvu, šeit viss ir diezgan skaidrs. Par šādu strāvu uzskata jebkuru raksturlieluma vērtību, kas pārsniedz elektromotora nominālo strāvu. Bet šeit ir ļoti svarīgi saprast, ka ne katru reizi, kad rodas pārslodzes strāva, aizsargierīcei ir jāatvieno ķēdes kontakti. Tas ir svarīgi arī tāpēc, ka atsevišķos gadījumos ir pieļaujama īslaicīga gan elektromotora, gan elektrotīkla pārslodze. Šeit ir vērts piebilst, ka jo īsāka ir slodze, jo lielākas vērtības tā var sasniegt. Pamatojoties uz to, kļūst skaidrs, kāda ir dažu ierīču galvenā priekšrocība. Ierīču ar "atkarīgo raksturlielumu" aizsardzības pakāpe šajā gadījumā ir maksimālā, jo to reakcijas laiks samazināsies, palielinoties slodzes koeficientam šajā brīdī. Tāpēc šādas ierīces ir ideāli piemērotas aizsardzībai pret pārslodzi.

Rezumējot, mēs varam teikt sekojošo. Aizsardzībai pretīssavienojuma gadījumā ir jāizvēlas brīvgaitas ierīce, kas tiks konfigurēta tā, lai darbotos ar strāvu, kas ir ievērojami lielāka par sākuma vērtību. Gluži pretēji, aizsardzībai pret pārslodzi aizsardzības komutācijas ierīcei jābūt ar inerci, kā arī ar atkarīgu raksturlielumu. Tas ir jāizvēlas tā, lai tas nedarbotos normālas elektriskās ierīces palaišanas laikā.

Dažādu veidu aizsargierīču trūkumi

Drošinātājiem, kas iepriekš tika plaši izmantoti kā sadales iekārtu aizsardzības ierīces, ir šādi trūkumi:

• diezgan ierobežota iespēja izmantot kā pārstrāvas aizsardzību, jo ieslēgšanas strāvas atskaņošana ir diezgan sarežģīta;
• motors turpinās darboties divās fāzēs pat tad, ja trešo atslēgs drošinātājs, izraisot motora biežu atteici;
• noteiktos gadījumos atslēgšanas jaudas ierobežojums nav pietiekams;
• nav iespējas ātri atjaunot barošanu pēc strāvas padeves pārtraukuma.

Kas attiecas uz mašīnu gaisa veidiem, tie ir ideālāki par drošinātājiem, taču tiem nav arī trūkumu. Galvenā elektrisko aizsargierīču izmantošanas problēma ir tā, ka tās nav selektīvas darbības ziņā. Tas ir īpaši pamanāms, ja iestatīšanas mašīnā rodas neregulēta atslēgšanas strāva.

Ir uzstādīšanas iekārtas, kurās aizsardzība pret pārslodzi tiek veikta, izmantojot termiskos izlaidumus. Jutīgums unto kavēšanās ir sliktāka nekā termiskajiem relejiem, bet tajā pašā laikā tie iedarbojas uz visām trim fāzēm vienlaikus. Kas attiecas uz universālajām aizsardzības mašīnām, šeit ir vēl sliktāk. Tas ir pamatots ar to, ka ir pieejami tikai elektromagnētiskie izlaidumi.

Bieži tiek izmantoti magnētiskie starteri, kuros iebūvēti termotipa releji. Šāds aizsargaprīkojums spēj aizsargāt elektrisko ķēdi no pārslodzes strāvas divās fāzēs. Bet, tā kā termiskajiem relejiem ir liela inerce, tie nespēj nodrošināt aizsardzību pret īssavienojumiem. Turēšanas spoles uzstādīšana starterī var nodrošināt aizsardzību pret zemsprieguma līmeni.

Augstas kvalitātes aizsardzību gan pret pārslodzes strāvu, gan īssavienojumu var nodrošināt tikai indukcijas releji vai elektromagnētiskie releji. Tomēr tie var darboties tikai ar atvienošanas ierīci, kas padara ķēdi ar to savienojumu sarežģītāku.

Apkopojot iepriekš minēto, mēs varam izdarīt šādus divus secinājumus:

1. Elektromotoru, kuru jauda nepārsniedz 55 kW, aizsardzībai no pārslodzes strāvas, visbiežāk tiek izmantoti magnētiskie starteri ar drošinātājiem vai ar gaisa ierīcēm.
2. Ja elektromotora jauda ir lielāka par 55 kW, tad to aizsardzībai tiek izmantoti elektromagnētiskie kontaktori ar gaisa transportlīdzekļiem vai aizsargreleji. Šeit ir ļoti svarīgi atcerēties, ka kontaktors neļaus pārtraukt ķēdi, ja notiek īssavienojums.

Izvēloties pareizo ierīci, ļoti svarīgi ir aprēķināt aizsargierīces. Vissvarīgākā formula ir motora nominālās strāvas aprēķins, kas ļaus izvēlēties aizsargierīci ar piemērotiem indikatoriem. Formula izskatās šādi:

I_n=R_dv ÷(√3U_{ncos c n), kur:}

I_{n ir motora nominālā strāva, kas būs A;}

R_{motors ir dzinēja jauda, kas ir norādīta kW;}

U_{n ir nominālais spriegums V;}

cos q ir aktīvās jaudas koeficients;

n ir efektivitātes koeficients.

Zinot šos datus, varat viegli aprēķināt motora nominālo strāvu un pēc tam viegli izvēlēties atbilstošo aizsargierīci.

Aizsarglīdzekļu bojājumu dažādība

Galvenā atšķirība starp elektrisko ķēžu aizsargierīcēm un citām ierīcēm ir tā, ka tās ne tikai novērš defektu, bet arī atvieno ķēdi, ja raksturīgās vērtības pārsniedz noteiktas robežas. Bīstamākā problēma, kas bieži vien atspējo aizsarglīdzekļus, ir kļuvusi par nedzirdīgo īssavienojumu. Šāda īssavienojuma rašanās laikā strāvas rādītāji sasniedz visaugstākās vērtības.

Kad šādas problēmas gadījumā rodas ķēdes pārtraukums, bieži rodas elektriskā loka, kas īsā laika periodā var pilnībā sagraut izolāciju un izkausēt aparāta metāla daļas.

Ja rodas pārāk liela pārslodzes strāva, tas var izraisīt vadošo daļu pārkaršanu. Turklāt pastāv mehāniski spēki, kasievērojami palielina atsevišķu iekārtas elementu nodilumu, kas dažkārt var pat izraisīt ierīces lūzumu.

Ir ātrgaitas automātiskie slēdži, kas ir pakļauti tādām problēmām kā kustīgās rokas un kustīgā kontakta berzēšana pret loka teknes sienām, kā arī demagnetizējošās spoles sliedes īssavienojums ar korpusu. Diezgan bieži ir pārāk liels kontaktvirsmu, virzuļu un piedziņas cilindru nodilums.

Ātrgaitas mašīnu remonts

Jebkura veida ātrgaitas aizsardzības ierīču remonts jāveic tādā pašā secībā. Ātrgaitas slēdzis jeb BV tiek izpūsts ar tīru saspiestu gaisu ar spiedienu, kas nepārsniedz 300 kPa (3kgf/cm2). Pēc tam ierīci noslauka ar salvetēm. Pēc tam jums ir jānoņem tādi priekšmeti kā loka tekne, bloķēšanas ierīce, pneimatiskais izpildmehānisms, kustīgā kontakta armatūra, induktīvais šunts un citi.

Ierīces tiešais remonts tiek veikts speciālā remonta stendā. Loka tekne tiek izjaukta, tās sienas tiek notīrītas speciālā skrošu strūklas mašīnā, pēc tam tās noslauka un pārbauda. Šīs kameras augšējā daļā var pieļaut skaidas, ja to izmēri nepārsniedz 50x50 mm. Sienu biezumam plīsuma vietās jābūt no 4 līdz 8 mm. Ir nepieciešams izmērīt pretestību starp loka teknes ragiem. Dažiem paraugiem indikatoram ir jābūt vismaz 5 MΩ, bet dažiem – vismaz 10 MΩ.

Bojātais nodalījums ir jānogriežvisā tā garumā. Visas līdzīgās cirsmu vietas rūpīgi jāiztīra. Pēc tam savienojamās virsmas ieeļļo ar līmes šķīdumu uz epoksīdsveķu bāzes. Ja tiek atrastas salauztas ventilatora loksnes, tās tiek nomainītas. Ja ir saliekti, tie ir jāizlīdzina un jāatdod ekspluatācijā. Ir arī loka tekne, kas ir jāattīra no nogulsnēm un kušanas, ja tāda ir.