ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Электрический аппарат – это электротехническое устройство, которое используется для включения и отключения электрических цепей, контроля, измерения, защиты, управления и регулирования установок, предназначенных для передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии.
Понятие «электрический аппарат» охватывает очень большой круг бытовых и промышленных устройств. Многообразие самих аппаратов и выполняемых ими функций, совмещение в одном аппарате нескольких функций не позволяют строго классифицировать их по одному какому-то признаку. Представляется целесообразным рассмотреть их по назначению – основной функции, выполняемой аппаратом.
В этом случае они могут быть подразделены на следующие группы:
- – Коммутационные – предназначены для включения и отключения
электрической цепи. (К ним можно отнести – разъединители, выключатели высокого и низкого напряжения, рубильники, переключатели и т.д.).
- – Аппараты защиты – для защиты электрических цепей от ненормальных
режимов работы (к.з., перегрузка). Сюда относятся предохранители высокого и низкого напряжения, различного рода реле.
- –Пускорегулирующие аппараты – для управления электроприводами и
другими промышленными потребителями электроэнергии (двигатели – пуск, остановка, регулирование скорости вращения). Это контакторы, пускатели, реостаты и т.д.
- – Ограничивающие аппараты – для ограничения токов к.з. (реакторы) и перенапряжений (разрядники).
- – Контролирующие аппараты – для контроля заданных электрических и
неэлектрических параметров. Сюда о тносятся различного рода реле и датчики.
- – Регулирующие аппараты – для автоматической и непрерывной
стабилизации и регулирования заданных параметров. Это различные стабилизаторы и регуляторы.
- – Измерительные аппараты – для изоляции цепей первичной коммутации от цепей измерительных приборов и релейной защиты. (Измерительные трансформаторы тока и напряжения).
- – Аппараты, предназначенные для выполнения механической работы – подъемные и удерживающие электромагниты, электромагнитные тормоза, муфты.
Любой аппарат состоит из трех элементов: воспринимающего, преобразующего и исполнительного.
По принципу действия воспринимающего элемента:
Электромагнитные, магнитоэлектрические, индукционные, электродинамические, поляризованные, полупроводниковые, тепловые, электронные, магнитные и т.д.
По принципу действия исполнительного элемента:
- контактные
- бесконтактные
В пределах одной группы или типа аппараты различаются:
- по напряжению: - высокого напряжения (свыше 1000 В)
- низкого напряжения (до 1000 В)
- по роду тока: - постоянного тока,
- переменного тока промышленной частоты,
- переменного тока повышенной частоты
- по величине тока: - слаботочные (до 5А)
- сильноточные (свыше 5А)
- по режиму работы: - продолжительного
- кратковременного
- повторно-кратковременного
- по времени срабатывания: - безынерционные (до 3 мс) быстродействующие (3-50 мс), нормального исполнения (50-150 мс)
замедленные (150 мс-1 с), реле времени (свыше 1 с)
- по способу управления: - автоматические
- неавтоматические (ручного управления)
- по роду защиты от окружающей среды: в исполнении открытом, защищенном, водозащищенном, взрывозащищенном и т.д
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ АППАРАТАМ
- При нормальном режиме работы температура токоведущих частей (элементов) не должна превышать допустимую (значений, рекомендуемых соответствующим ГОСТ или другими нормативными документами).
- Аппараты должны выдерживать в течении определенного времени термическое воздействие токов К.З. без каких-либо деформаций, препятствующих их дальнейшему использованию (высокая износостойкость).
- Изоляция аппарата должна быть рассчитана с учетом возможных перенапряжений, возникающих в процессе эксплуатации, с некоторым запасом, учитывающим её «старение».
- Контакты электрических аппаратов должны быть способны многократно включать и отключать токи рабочих режимов.
- Аппараты должны иметь высокую надежность и точность, необходимое быстродействие, минимум массы, малые габариты, дешевизну, удобство в эксплуатации.
НАГРЕВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
ИСТОЧНИКИ НАГРЕВА:
- Джоулево тело, выделяющееся в обмотках аппарата. (Это количество тепла, выделяемое в приемнике, которое пропорционально его R, t и I2, Вт*с=Дж).
- Нагрев магнитопровода за счет потерь на перемагничивание и гистерезис.
- Диэлектрические потери в изоляционных материалах.
НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ЯВЛЕНИЙ В
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТАХ
Расширение тел при нагреве - (биметалические тепловые реле – электроутюг).
Создание неблагоприятных тепловых условий в одном аппарате, его разрушение и в результате защита других аппаратов (плавкие предохранители).
Преобразование электрической энергии отключаемой цепи в тепловую энергию и рассеивание этого тепла с помощью дугогасительного устройства в окружающую среду.
