Автоматические выключатели серии «Электрон» выпускаются двухполюсными и трехполюсными для сетей с напряжением 440 В постоянного тока и 660 В переменного тока на номинальные токи: ЭО-6—600 А; Э-10 — 1000 А; Э-16—1600 А; Э-25—2500 А; Э-40—4000 А. Выключатели имеют максимальный, независимый или минимальный расцепители. Защита от токов КЗ и перегрузки осуществляется электронным блоком. Для дистанционного управления выключатель ЭО-6 имеет электромагнитный привод постоянного тока, а выключатели Э-10, Э-16, Э-25 и Э-40 — моторно-пружинный. Выключатели поставляют в нормальном исполнении для стационарного монтажа и выкатные для КРУ.
Рис. 12. Автоматический выключатель серии «Электрон»:
1 — основной подвижный контакт; 2 — ручка; 3 — смотровое окно; 4 — электродвигатель; 5 — рычаг механической блокировки; 6 — редуктор; 7 — откидные рельсы; 8 — электронный блок максимальной токовой ващиты; 9 — кнопка управления; 10 — пружина; 11 — механизм завода включающей пружины; 12 — механизм свободного расцепления; 13 — расцепитель; 14 — неподвижная часть контактного разъема; 15 — дугогасительная камера; 16 — механизм управления электроприводом
На рис. 12 показан выключатель серии «Электрон». Его главными узлами являются: контактная система с дугогасительными камерами 15, механизм включения и свободного расцепления 12, механизм // завода включающей пружины, механизм 16 управления электроприводом, электродвигатель 4 и редуктор 6, расцепитель 13 и электронный блок максимальной токовой защиты 8. Все элементы выключателя расположены в корпусе. Для ведения ремонтных и наладочных работ предусмотрена съемная крышка.
Выключатели выкатного исполнения состоят из неподвижной части — ячейки и собственно выключателя. Ячейка — это металлический каркас, на задней стенке которого укреплены неподвижные основные контакты, а на боковых — неподвижные контакты заземляющего устройства и элементы блокировки.
Блокировка исключает вкатывание и выкатывание выключателя при включенной контактной системе Ячейка имеет откидные рельсы 7, по которым выключатель выкатывается для ремонта. Рельсы вместе с дополнительными рычагами используют для облегчения вкатывания выключателя в рабочее положение. Каркас ячейки заземляют, подсоединяя его двумя болтами к контуру заземления.
На рис. 13 показаны контактная и дугогасительная системы автоматического выключателя.
Контактная система каждого полюса имеет основные и дугогасительиые контакты. Основные подвижные контакты 12 покрыты металлокерамикой, неподвижные 10 — серебром, дугогасительиые 3 и 15 — металлокерамикой. Замыкание контактов происходит за счет энергии, включающей пружину через механизм свободного расцепления. Сначала замыкаются дугогасительиые контакты, а затем основные.
Сразу после включения выключателя электродвигатель с редуктором подготовляет пружину к новым операциям. Размыкание контактов происходит под действием пружин 5 и 11 после того, как механизм свободного расцепления освободит главный вал, а рычаг 7 повернется вокруг оси 9 и основной подвижный контакт разомкнет неподвижные. Когда зазор между ними станет больше 6 мм, ролик 4 повернет подвижные дугогасительиые контакты и образуется разрыв с неподвижным контактом, равный 20 мм. Одновременно с отключением происходит самовзвод механизма свободного расцепления.
Рис. 13. Контактная и дугогасительиая системы выключателя:
1 — дугогасительное устройство; 2 — дугогасительная камера; 3 — подвижный дугогасительный контакт; 4— ролик; 5 — отключающая пружина; 6 — изолированная тяга; 7 — рычаг; 8 — нижний вывод; 9 — ось рычага 7; 10 — основной неподвижный контакт; 11 — пружина основного подвижного контакта; 12 — основной подвижный контакт: 13 — пружина дугогасительного контакта; 14 — верхний вывод; 15 — неподвижный дугогасительный контакт
Возникающая на дугогасительных контактах дуга втягивается в дугогасительные камеры и, раздробленная деионной решеткой, гаснет. Сечение дугогасительной камеры, уменьшающееся кверху, создает благоприятные условия для гашения. В верхней части камеры расположено дугогасительное устройство, ограничивающее выброс дуги и ионизированных газов. Расстояние между корпусом дугогасительной камеры и дугогасительными контактами исключает опасный выброс дуги через них.
Механизм свободного расцепления выключателей «Электрон» (рис. 14) представляет собой пятизвенный шарнирный механизм /, во включенном положении зафиксированный защелкой 2 и защелкой 3 расцепителя.
Рис. 14. Механизм свободного расцепления
Рис. 15. Механизм включения выключателя
Включение происходит при вращении кулачка 4 против часовой стрелки за счет энергии включающей пружины, которая заводится электроприводом или ремонтной рукояткой.
Отключение и свободное расцепление контактной системы выключателя происходит при повороте отключающего валика 5 и нарушении зацепления рычага 6 с защелкой 3. После отключения пружины 7 самовзвода вернут систему расцепления в исходное положение.
Механизм включения выключателя приведен на рис. 15, он расположен на валу выключателя 5 и состоит из барабана /, в котором находится спиральная пружина 2, электромагнита 3 и буферного устройства 4. При включении выключателя на электромагнит 3 подается напряжение, его якорь 6 втягивается и поворачивает через защелку 7 расцепителя буферное устройство 4, освобождая таким образом барабан. Он под действием спиральной пружины поворачивается на один оборот вместе с кулачком 4 (см. рис. 14), который воздействует на механизм свободного расцепления. В начале поворота барабан упором ударяет по защелке 7 расцепителя (см. рис. 15) и отсоединяет буферное устройство 4 от якоря электромагнита. Буферное устройство возвращается в исходное положение за время меньшее времени, которое затрачивается на один оборот барабана.
Рис. 16. Схема цепей управления автоматическим выключателем «Электрон»:
Р — расцепитель; Откл — кнопка отключения; Вкл — кнопка включения; ЭВ — вспомогательный электромагнит; Д — электродвигатель; КВ1 и КВ2 — контакты конечного выключателя; БК1 и БК2 — вспомогательные контакты
Рис. 17. Механизм управления электроприводом:
1 — храповое колесо; 2 — электропривод; 3 — кулачок редуктора: 4 и 7— рычаги; 5 — регулировочный винт; 6 — гнездо для рычага; 8 — собачка
На рис. 16 приведена схема управления автоматом, а на рис. 17 — механизм управления электроприводом, обеспечивающий надежную работу этой схемы.
При включении автоматического выключателя в конце пути подвижной системы контакты конечного выключателя КВ1 (рис. 16) размыкают цепь ЭВ, а контакты
КВ2 замыкают цепь электродвигателя Д, который начинает вращаться и через кулачок 3 редуктора (рис. 17) и рычаг 4 с собачкой поворачивает храповое колесо / и заводит пружину. В конце завода через 6—10 с размыкаются контакты КВ2 (см. рис. 16) и замыкаются контакты КВ1, двигатель останавливается. Для того чтобы при включенном выключателе исключить срабатывание электромагнита при ошибочном нажатии на кнопку Вкл, в схеме предусмотрены размыкающиеся вспомогательные контакты БК1.
Рис. 18. Расцепители:
а — независимый и максимальный; б — минимальный; 1 — сердечник; 2 — удерживающая пружина; 3 — скоба якоря; 4 — якорь; 5 — корпус; 6 — упор толкателя; 7 — кулачок валика; 8 — скоба толкателя; 9 — регулировочный винт; 10 — толкатель: 11 — конечный выключатель; 12 — катушка
При отключении выключателя замыкаются контакты Откл, срабатывает независимый расцепитель Р и через отключающий валик и механизм свободного расцепления происходит отключение выключателя. При этом размыкаются контакты БК2 и катушка расцепителя обесточивается.
Выключатели могут иметь независимые расцепители на напряжение 127, 220, 380 В переменного и 24,48, 110, 220 В постоянного тока, минимальные расцепители на напряжение 127, 220, 380 и 660 В переменного и 24, 48, 110 и 220 В постоянного тока, а также максимальные токовые расцепители.
Конструкция минимального, максимального и независимого расцепителей показана на рис. 18.
При подаче напряжения на катушку независимого расцепителя якорь преодолевает натяжение пружины и поворачивается, в результате происходит расцепление защелки с зубом толкателя. Под действием расположенной на толкателе пружины он ударяет по скобе отключающего валика механизма свободного расцепления и расцепляет его, обеспечивая отключение выключателя.
Минимальный расцепитель защищает выключатель от чрезмерного понижения напряжения (нормально он находится под напряжением) и, преодолевая натяжение пружины, удерживает магнитную систему в замкнутом состоянии. При снижении напряжения, когда магнитный поток не может преодолеть натяжение пружины 2, якорь 4 поворачивается, нарушая зацепление защелки с зубом толкателя и приводя к отключению выключателя. Напряжение срабатывания расцепителя регулируется изменением натяжения пружины винтом 9. Расцепитель надежно отключает выключатель при понижении напряжения в пределах 0,7—0,35 Uном, препятствует включению при напряжении ниже 0,35 Uном, и позволяет включать при напряжении 0,85 l/hom и более.
Максимальный расцепитель осуществляет отключение автомата от токов КЗ и перегрузок. Напряжение на отключающую катушку расцепителя подается при срабатывании электронного блока максимальной токовой защиты. Блоки выполняют мгновенного и замедленного действия с большим диапазоном регулировки токовых и временных характеристик.
Блоки максимальной токовой защиты у выключателей переменного тока питаются от встроенных трансформаторов тока, а у выключателей постоянного тока — от независимого источника 48, 110, 220 В при выполнении их с замедленным действием и от шин выключателя при выполнении их с мгновенным действием. Ток и время срабатывания устанавливают пятью ручками на панели управления блоком, которая врезана в переднюю панель корпуса выключателя. Кроме ручек управления на панели расположены четыре контрольных вывода схемы блока, которые служат для проверки правильности работы схемы.
Для переключения цепей управления и автоматики выключатели ЭО-б—Э-40 имеют пять размыкающихся вспомогательных контактов с провалом 2—3 мм и пять замыкающихся с раствором 5—6 мм.
Для осмотра, изменения регулирующих параметров и ремонта автоматический выключатель должен быть обесточен. Небольшой ремонт и смену легко доступных деталей выкатного выключателя выполняют после его фиксирования в ремонтном положении. Ремонт значительного объема делают, выкатив выключатель из ячейки РУ.
Для ремонта стационарных выключателей отключают секцию сборных шин. Если за период эксплуатации дефектов в работе выключателя не было, то полную разборку выключателя и его отдельных элементов не производят. Ограничиваются смазкой механизма свободного расцепления, электродвигателыюго привода, подшипников вала выключателя, рабочих поверхностей защелок и т. п. Автоматические выключатели общепромышленного исполнения смазывают смазкой 1-13, а тропического исполнения — ЦИАТИМ-204.
Ремонт начинают с удаления пыли, грязи и копоти с помощью сухой или смоченной в бензине тряпки. Затем проверяют затяжку всех болтов, винтов и гаек, крепление токоведущих шин. Далее осматривают дугогасительные камеры, удаляя копоть и брызги металла. При обнаружении обгоревших пластин деионной и дугогасительной решеток их заменяют. Камеры, имеющие трещины и значительные сколы, заменяют резервными. При установке камеры смотрят за тем, чтобы не было задевания контактов за стенки камер и пластины деионной решетки.
У выкатных выключателей проверяют совпадение осей симметрии втычных контактов и неподвижных ножей по вертикали и горизонтали. Допускается такое отклонение соосности, при котором просвет между колесами выключателя и направляющими рельсами не превышает 1 мм.
Контакты не должны быть сильно обгоревшими и не должны иметь наплывы. Если на контактах обнаружены наплывы, их удаляют напильником, стараясь сохранить заводскую форму контакта. Если контакты сильно обгорели или стерлись, их заменяют.
Затем проверяют нажатие втычных контактов. Для этого выкатывают автоматический выключатель, во втычные контакты вставляют металлическую пластину толщиной 10 мм и тонкую бумажку. Далее динамометром зацепляют за выключатель и начинают вытаскивать нож из втычных контактов. Сигналом о возможности отсчета показаний динамометра служит свободно перемещающаяся между контактами бумага. Нажатие каждого втычного контакта должно быть 100—120 Н.
Рис. 19. Способ определения силы нажатия контактов:
1 и 14 — ручки динамометра; 2 — динамометр; 3 — нейлоновая тесьма; 4 и 8 — разрывной и главный контакты; 5 и 9 — пружины разрывного и главного контактов; 6 и 11 — винты; 7 — тонкая бумага; 10 — держатель контактов; 12 — штифт; 13 — стакан динамометра
Силу нажатия контактов определяют способом, показанным на рис. 6.19. Для определения нажатия главный контактов необходимо по всей ширине неподвижных контактов положить тонкую бумагу 7 и включить выключатель; отвинтить гайку пружины главного контакта 8, а вместо нее навинтить штифт 12 динамометра. Динамометр следует опереть фасонным винтом 11 на держатель контактов и, удерживая стакан 13, вращать ручку 14. Затем, удерживая ручку 14, вращать стакан 13, свинчивая его с фасонного винта // до тех пор, пока пружина динамометра не преодолеет силу пружин контакта и не освободит бумагу. В этот момент динамометр показывает силу натяжения. Для выключателей АВМ-4 и АВМ-10 сила натяжения должна быть 550—750 Н, для АВМ-15—1300—1700 Н, для АВМ-20—2000—2400 Н.
Силу натяжения предварительных и разрывных контактов определяют динамометром, который с помощью накидной петли соединяют с контактом, затем оттягивают его на себя под прямым углом к плоскости контакта до тех пор, пока пружина динамометра не преодолеет пружину контакта. Момент отсчета показаний динамометра при измерении натяжения разрывных контактов характеризуется тем, что винт 6 (рис. 18) приобретает свободу перемещения.
Сила натяжения разрывных контактов для выключателей АВМ-4 и АВМ-10 должна быть 30—50 Н, для АВМ-15 и АВМ-20—50—60 Н, предварительных контактов для АВМ-15 и АВМ-20—20—30 Н.
Далее проверяют одновременность касания сначала главных, затем предварительных и, наконец, разрывных контактов выключателей. Одновременность касания главных и разрывных контактов достигается поворотом гаек 6 и 10 (см. рис. 2) в ту или другую сторону.
В момент касания разрывных контактов выключателей АВМ-4 и АВМ-10 зазор между главными контактами должен быть не менее 5,5 мм, у выключателей АВМ-15 и АВМ-20 в момент касания разрывных контактов зазор между предварительными контактами 5—7 мм, а в момент касания предварительных контактов зазор между главными контактами вверху — не менее 2,5—3,5 мм.
Во включенном положении выключателей провал А (см. рис. 19) главных контактов должен быть 2,0 мм. Раствор В (см. рис. 2) разрывных контактов в отключенном положении выключателей АВМ-4 и АВМ-10 должен быть 60 мм, а выключателей АВМ-15 и АВМ-20— 70—90 мм.
Необходимо зачищать подгоревшие и заменять изношенные вспомогательные контакты коммутатора. Для их замены отсоединяют проводники и снимают коммутатор. При установке новых контактов выдерживают раствор нормально разомкнутых контактов 4,5—5 мм и провал нормально замкнутых контактов 2—3 мм. При установке коммутатора зазор между роликом 6 и кулачком 5 главного вала (см. рис. 11) при отключенном выключателе — не менее 0,5 мм.
Разборку механизма свободного расцепления выполняют только при отсутствии в его работе четкости. Четкость обеспечивается, если зуб 12 рычага 3 (см. рис. 6.3) заходит за промежуточный валик // не менее чем на 1 мм и не более той величины, при которой происходит отключение выключателя. Регулировка захода зуба достигается подгибом скобы 9. При повороте рукоятки выключателя до отказа в положение «выключатель взведен» заход зуба 12 рычага 3 за промежуточный валик // должен быть 5 мм (размер Б). Если выключатель имеет электродвигательный привод, заход должен быть не менее 10 мм. Ролик 4 при этом не должен касаться панели выключателя. Регулировка осуществляется изменением количества шайб 4 буфера / (рис. 11).
Далее необходимо проверить регулировку максимального расцепителя, в результате которой должны выполняться следующие условия:
раствор А магнитной системы должен быть для селективных выключателей 17 мм, для неселективных 13 мм, что регулируется подгибанием упора 3 якоря 21 (см. рис. 4);
риска на колодке 7 должна быть против риски с цифрой 1 на корпусе часового механизма 6. Смещение риски достигается изменением длины тяги 10;
зазоры между бойком 14 и кулачком 15 в селективных выключателях и кулачком 18 в неселективных выключателях при выходе из зацепления часового механизма должны быть не менее 1,5 мм;
якорь 21 не должен касаться токовой катушки, а витки катушки — друг друга.
Если в ведомости дефектов указано изменение выдержки времени замедлителя расцепления, то снимают крышку (см. рис. 5), вывинчивают винт, зубчатый рычаг 4 выводят из зацепления с шестерней 5, а шестерню поворачивают так, чтобы в исходном положении зуб анкера находился против другой метки на шестерне. Рычаг 4 вводят в зацепление с шестерней, завинчивают винт и надевают крышку.
Если время часового механизма не соответствует действительному, он должен быть заменен, для чего отсоединяют тягу 10 (см. рис. 6.4), отвинчивают винт 8, выбивают конический штифт, фиксирующий положение колодки 7 на оси часового механизма, и отвинчивают часовой механизм 6 от стакана.
При нечеткой работе минимального расцепителя проверяют зазор между бойком 6 якоря 3 (см. рис. 6) и скобой 7, который при притянутом якоре должен быть 1,5—2,5 мм. Регулируют зазор изгибом скобы 7. При отсутствии напряжения на катушке расцепителя зазор между якорем и сердечником должен быть 0,4—0,8 мм.
Для замены поврежденной катушки минимального расцепителя отсоединяют провода, снимают пружину 4, якорь 3 и поврежденную катушку. После этого надевают на сердечник исправную катушку, ставят на место якорь и подсоединяют к катушке провода. Затем, изменяя натяжение пружины 4, регулируют напряжение срабатывания расцепителя.
При замене катушки отключающего расцепителя (см. рис. 7), не обеспечивающей втягивания якоря при напряжении 50—60 % номинального, отсоединяют от катушки провода, отвертывают болты, крепящие катушку на щеке механизма свободного расцепления, отвинчивают винты и снимают дефектную катушку. Затем ставят новую катушку, повторив все операции в обратной последовательности. После замены катушки проверяют работу расцепителя при напряжении от 50 до 110% номинального.
У выключателей «Электрон» проверяют выполнение следующих условий:
раствор между защелкой 3 (см. рис. 14) и валиком 5 должен быть 1,5—2 мм. Если он не соответствует указанной величине, то, ослабив гайку, изменяют положение эксцентрика;
зацепление защелки 3 с валиком 5 должно быть 1,5— 3 мм. Зацепление изменяют поджатием пластины отключающего валика;
раствор между бойком расцепителя и пластиной отключающего валика должен быть 1,5—2 мм. Раствор изменяют подгибанием пластины;
раствор А между зубом храпового колеса / и собачкой механизма управления электроприводом 8 (см. рис. 17) должен быть 0,5—1 мм. Раствор изменяют поворотом регулировочного винта 5 при установке кулачка 3 редуктора на больший радиус обката;
раствор дугогасительных контактов контактной системы должен быть не менее 20 мм и главных контактов (в момент касания дугогасительных контактов)—6 мм на каждую сторону мостика;
провал главных контактов должен быть 4—4,5 мм, а дугогасительных 7—7,5 мм;
нажатие дугогасительных контактов должно составлять: начальное 180 Н, конечное 335 Н;
нажатие главных контактов у выключателей должно быть: Э-10—начальное 430 Н, конечное 640 Н, Э-16— Э-40—начальное 645 Н, конечное 965 Н.
Затем проверяют крепление трансформаторов тока и магнитных усилителей. Проверка упругости включающей пружины и правильности настройки механизма ее завода выполняется следующим образом: нажимают кнопку «Откл», съемной рукояткой расцепляют защелку буферного устройства до полного распускания пружины, поворачивают барабан до зацепления с защелкой буферного устройства, а затем съемной рукояткой, вставленной в гнездо рычага завода, заводят включающую пружину. Степень завода пружины контролируется срабатыванием вспомогательных контактов КВ (штырьки должны провалиться). После первого срабатывания вспомогательные контакты возвращают вручную в верхнее положение, а завод пружины продолжают до их вторичного срабатывания. Вспомогательные контакты должны сработать до полного завода пружины.
