§ 38. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ СЕРИИ АК
Устройство и принцип действия. Воздушные ВАУ серии АК существенно отличаются от ВАУ серий А3300, А3300М, А3500 по характеристикам, параметрам, конструкции, размерам и массе.
Выключатели АК предназначены для защиты электрических установок, а также асинхронных электродвигателей от токов КЗ и перегрузок, их используют для нечастых включений и отключений электрических цепей переменного и постоянного тока. При защите асинхронных электродвигателей необходимо проверить соответствие пусковой и тепловой характеристик конкретного электропривода с защитными характеристиками ВАУ.
Выключатель АК50 имеет расцепитель максимального тока с электромагнитным расцепителем и гидравлическим замедлителем срабатывания. Трехполюсный выключатель такого типа обозначается АК50-ЗМГ. При отсутствии замедлителя срабатывания применяют обозначение АК50-ЗМ.
Выключатели работают в продолжительном режиме при номинальном токе расцепителя и окружающей температуре +40° С. При повышенной температуре (до +60° С) они могут работать около 2 ч. Выключатель АК50 без расцепителя используют в качестве неавтоматического.
Пластмассовый корпус 6 выключателя (рис. 75, а) состоит из дна и стеклотекстолитовой крышки 1. Внутри помещаются механизм 2 управления, дугогасительное устройство 3, максимальный расцепитель 4, выводные зажимы 5 и другие вспомогательные детали. В выключателе брызгозащищенного исполнения имеется дополнительная оболочка.
Механизм управления, работающий по принципу свободного расцепления, обеспечивает моментное замыкание и размыкание контактов, не зависящие от скорости движения ручки автомата, а также автоматическое отключение посредством расцепителей при перегрузках и КЗ. После отключения выключателя включают, переместив рукоятку в сторону отключения для взвода, и далее устанавливают ее в положение «Включено». Коммутационное положение выключателя определяется положением рукоятки.
Неподвижные контакты, состоящие из медных фигурных пластинок с напаянными контактами из металлокерамики на основе серебра, укрепляют на корпусе. Подвижные контакты находятся в пазах пластмассовой траверсы роторного типа, смонтированной в стойках механизма. Траверса, поворачиваясь на заданный угол вокруг оси, осуществляет двукратный разрыв цепи в каждом полюсе. Дугогасителыюе устройство состоит из камеры с деионной решеткой и пятью стальными дугогасительными пластинами. На каждом полюсе выключателя имеется две камеры. Дугогасительпое устройство обеспечивает надежное гашение дуги как постоянного, так и переменного тока.
Максимальный расцепитель (рис. 75, б) состоит из электромагнитной системы с двумя подвижными частями — якорем 11 и плунжером 14, которые являются частями магнитопровода. Внутри катушки расцепителя 12 находится трубка 13, в которую вставлен стальной плунжер 14 с пружиной 15.
В трубку 13 наливают специальную кремнийорганическую жидкость, которая замедляет движение плунжера под действием электромагнитных сил токов перегрузки и обеспечивает обратнозавиенмую от тока выдержку времени срабатывания расцепителей в зоне перегрузки.
Рис. 75. Выключатель АК.50 и его максимальный расцепитель
* Выключатели не имеют гидравлического замедления срабатывания.
В случае перегрузки якорь притягивается в тот момент, когда плунжер, перемещаясь внутри трубки, уменьшает сопротивление магнитной цепи до необходимого значения при данном токе. Небольшие токи перегрузки вызывают притягивание якоря до подхода плунжера к полюсному наконечнику. При значительных токах КЗ (свыше 5 /ном) передвигать плунжер не требуется, так как магнитный поток достаточен для притягивания якоря при разомкнутой плунжером магнитной цепи. Дифференциальная обмотка расцепителя обеспечивает мгновенную отсечку тока выше пятикратного значения номинального.
Усилие якоря 11 передается через коромысло 7 на рейку 8, входящую в зацепление с винтом 9 рычага механизма. Якорь и рейка возвращаются в исходное положение пружинами 10.
Конструкция корпуса выключателя позволяет вводить и выводить внешние провода только снизу и сечением до 16 мм2 (переднее присоединение). Пластмассовый корпус защищает выключатель от соприкосновения с частями, находящимися под напряжением.
Технические данные выключателей АК50 приведены в табл. 20. При протекании одновременно во всех полюсах тока 1,1 /ном электромагнитный расцепитель не срабатывает в течение 1 ч, при токе 1,35 /ном расцепители выключателей АК50-ЗМГ и АК50-ЗМ срабатывают в течение 30 мин, 6 /ном — срабатывает за 3—20 с (только для переменного тока с уставкой на ток отсечки 10 /ном), при токе отсечки — срабатывает в течение 0,04 с (полное время).
Максимальный и гидравлический расцепители срабатывают при окружающей температуре воздуха +40°С как в холодном, так и в нагретом состоянии с одновременным прохождением тока во всех полюсах. При этих условиях выключатели не должны отключаться:
Рис. 76. Токовременные характеристики выключателя АК50-ЗМГ
в течение 1 ч при токе 1,1/ном, 30 мин — при токе 1,35/ном и 3—20 с при токе 6/ ном-
Расцепитель выключателя переменного тока имеет мгновенную отсечку тока 5/ном, 7/ном (рис. 76, зона 1) и 10/ном (зона 2).
Для выключателя постоянного тока мгновенная отсечка равна 5 /ном. Отклонение уставки выключателей на ток мгновенного срабатывания не должно быть более +25 и —10%.
При прохождении тока отсечки мгновенного срабатывания во всех полюсах выключатель отключается через 0,02—0,04 с; в одном полюсе это время увеличивается до 0,1 с. Расцепители выключателей без замедления имеют уставки на мгновенное срабатывание при 5-, 7-, 10- кратных значениях номинального тока. Допускается повторное немедленное включение после отключения выключателя расцепителем, что очень важно.
Общий срок службы выключателей 10—12 тыс. ч. Они рассчитаны на 50,2 тыс. включений и отключений, из них 6 тыс. — вручную с номинальным током, 200 — автоматических отключений и включений вручную и 44 тыс.— вручную без нагрузки. Механическая износоустойчивость выключателей составляет 20 тыс. циклов включений.
Выключатели имеют высокое сопротивление изоляции (не менее 50 МОм) при нагрузке расцепителя номинальным током и температуре окружающего воздуха +40° С с относительной влажностью 60—70%.
Обслуживание. При периодических осмотрах выключатели отключают от источника питания. Их нужно содержать в чистоте, систематически очищать от нагара и пыли, так как грязь может привести к аварийным перекрытиям контактов. Винты, крепящие выключатель, должны быть затянуты до отказа.
В условиях нормальной эксплуатации и нечастых коммутаций выключателя осматривают один раз в год. Кроме того, их проверяют после каждого КЗ. Для этого снимают крышки выключателя и дугогасительной камеры, тщательно очищают от нагара все доступные места и проверяют сопротивление изоляции.
Выключатели рассчитаны для работы без зачистки контактов и смены каких-либо частей. Расцепители выключателей регулируют на заводе-изготовителе, перерегулированию при эксплуатации они не подлежат.
Внешние провода, присоединяемые к выключателю, должны быть выбраны по номинальному току расцепителя из условий нагрева токоведущей жилы до температуры +65° С при окружающей температуре +40° С. Применение проводов с более высокой или низкой температурой нагрева изменяет ток срабатывания расцепителя.
Не разрешается устанавливать выключатели в судовых помещениях, содержащих взрывоопасные газы и пары или токопроводящую и взрывоопасную пыль, не защищенных от брызг воды и лучистой теплоты посторонних источников тепла. Температура в судовых помещениях должна быть не более +40° С. При эксплуатации следует обратить внимание на поведение ВУ в режимах включения, отключения и переключения цепей. При заедании рукояток в процессе включения и переключения не разрешается их дергать, необходимо осмотреть выключатели и устранить причины заедания. При устранении неисправностей выключатель отключают от сети.
Рукоятки следует поворачивать быстро одной рукой без упора второй рукой о металлические предметы. Все остальные части фиксирующего механизма, а также главный валик аппаратов ручного действия должны свободно вращаться. При работе необходимо следить за тем, чтобы контактные части не перегревались и не было недопустимого искрения между ними. Изношенные контакты заменяют, загрязненные протирают чистой тряпкой, смоченной бензином или спиртом. После окончания работы выключатели отключают от сети.
Смазывать контактные поверхности не разрешается, если это не предусматривается инструкцией. Периодически (один раз в 3 мес) все трущиеся части и места соединения рычагов протирают тряпкой, смоченной спиртом, и покрывают тонким слоем вазелина.
Зажимные винты выключателей должны быть плотно затянуты. Перегрев контактов в результате слабой затяжки винтов ухудшает работу и сокращает срок службы выключателей. Необходимо следить за состоянием пружин и заземляющих соединений. При восстановлении заземления соединять цепь нужно только штатными заземляющими болтами.
