Электрические аппараты защиты

Дипломная работа

электрический защита аппарат подключение

Основная часть бытовых электроприборов, да и всех энергоприемников работают от переменного тока напряжением 220 или 380 вольт. Все функционирование электропроводки основывается на трех проводах: фазном, нулевом рабочем и проводе заземления. Эти провода функционально неразрывны друг от друга в системах электропитания, но вместе с тем на всем протяжении электропроводки они должны быть полностью изолированы друг от друга. Фазный провод, нулевой провод и провод заземления должны быть изолированы не только друг от друга но и от любой возможности прикосновения к ним.

При эксплуатации электрооборудования и электрических сетей длительные перегрузки проводов и кабелей, а также короткие замыкания вызывают повышение температуры токопроводящих жил свыше допустимых значений. Это приводит к преждевременному изнашиванию их изоляции, вследствие чего может произойти пожар или взрыв во взрывоопасных помещениях, а также поражение людей электрическим током. Для предохранения от чрезмерного нагрева проводов, кабелей и токопроводящих частей электрооборудования каждый участок электрической сети должен быть снабжен защитным аппаратом, обеспечивающим отключение аварийного участка при непредвиденном увеличении токовой нагрузки сверх длительно допустимой.

Нарушение изоляции токоведущих проводов и возможность прикосновения к ним относятся к аварийному режиму работы электросети. И, к сожалению, такие ситуации возможны. Чтобы защитить человека, от поражения электрическим током и саму электрическую сеть, существует много устройств защиты. Все устройства защиты разработаны для защиты от определенной неисправности электросети. В этой работе я рассажу иммено о автоматах защиты.

Аппарат защиты, Цель данной выпускной экзаменационной работы

Задача:

1.Сделать обзор научно — технической литературы по теме «электрические аппараты защиты»

2. Изучить назначение и виды электрических аппаратов защиты;

3. Изучить устройство и принцип работы электрических аппаратов защиты;

4. Изучить правила эксплуатации электрических аппаратов защиты.

Автоматический выключатель предназначен исключительно для защиты электропроводки от разрушения. Аппараты защиты служат для ограничения времени действия токов короткого замыкания и перегрузки, т. е. для ликвидации опасных последствий этих явлений. Наиболее распространенными аппаратами защиты являются плавкие предохранители и автоматические выключатели (автоматы).

2 стр., 925 слов

Допуск к защите выпускной квалификационной работе (дипломной работе)

... грамотность и лаконичность текста; заключение о возможности допуска дипломной работы к защите; общая оценка дипломной работы по пятибальной системе (отлично, хорошо, удовлетворительно, ... дня до защиты ВКР. Внесение изменений в дипломную работу после получения рецензии не допускается. Защита выпускной квалификационной работы (дипломной работы) Защита ВКР проводится на открытом заседании ...

Автомат защиты, защищает электросеть и приборы, подключённые после него.

Аппараты защиты предназначены

Аппараты защиты , используются для коммутации электрических цепей, защиты электрооборудования и электрических сетей от токов перегрузки, пиковых токов, токов короткого замыкания. Автоматы защиты служат для оперативного выключения и включения питания для электросетей. Попросту говоря автоматы защиты это еще и выключатели отдельных линий электросети или электросети в целом.

Предохранители и автоматы защиты широко применяются в бытовом и промышленном оборудовании. Как правило, они заранее встраиваются в конструкцию комплектующих устройств.

Автоматы защиты делятся на следующие группы:

  • Ш модульные плавкие предохранители (разового использования);
  • Ш электромеханические устройства (многоразового использования), реагирующие на токи выше тока срабатывания и на нагрев проводов вследствие превышения номинальных токов нагрузки, пришедшие на смену плавким предохранителям.

Ш появившиеся относительно недавно устройства защитного отключения (УЗО), реагирующие на появление тока утечки, которого в нормальной сети быть не должно. Используются для защиты людей, попавших под угрозу поражения электрическим током, а также для защиты от риска возникновения пожара при нарушении изоляции проводов и контактов;

  • В последнее время появились также комбинированные приборы, совмещающие автомат защиты и УЗО, так называемые диффавтоматы.

1.Верхняя клемма;

2.Нижняя клемма;

3.Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина);

4.Дугогасительная камера;

5.Электромагнитный расцепитель;

6.Механизм ввода;

7.Накладка из газогенерирующей пластмассы;

8.Подвижной контакт;

9.Неподвижный контакт;

10.Рукоятка взвода.

Современный автомат защиты представляет собой от одной (одна фаза) до четырёх (три фазы с нулевым проводом) пар подпружиненных контактов заключённых в пластмассовый корпус. Контакты в замкнутом состоянии удерживаются с помощью защёлки. Для замыкания контактов служит выведенный наружу рычажок. Нажимая на рычажок, преодолевая сопротивление пружины размыкания, мы замыкаем контакты, и они фиксируются в замкнутом состоянии защёлкой. Сверху и снизу расположены контакты (клеммы) для соединения с проводами.

Он выбирается исходя из сечения провода, которое в свою очередь выбирается исходя из результата расчета величины максимального тока потребления подключенных к электропроводке после автомата электроприборов. Для защиты самих электроприборов в них устанавливается своя защита, обычно в виде плавкого предохранителя.

На фотографии представлен модульный автоматический выключатель типа ВА101 с характеристикой отключения С, рассчитанный на работу в сети переменного напряжения 220В и на ток защиты 10А. Основные технические характеристики обычно пишут на корпусе автомата.

52 стр., 25728 слов

Электроснабжение торгового центра с разработкой вопросов монтажа ...

... при сооружении систем электроснабжения. Отсюда — повышение роли инженеров-электриков. При сооружении новых и реконструкции действующих предприятий выполняется большой объем работ по монтажу электрического ... исполнителей (рабочих, бригадиров) возлагается ответственность за качество выполняемых ими работ и операций. Постоянно Начальник участка, бригадиры 3. Контроль изготовления элементов ...

Автоматические выключатели для защиты бытовой электропроводки согласно стандарта выпускаются на следующие токи защиты: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A. Поэтому, после того, как будет выбрано сечение провода для электропроводки, по таблице можно выбрать номинал автоматического выключателя.

Таблица для выбора автоматического выключателя для защиты бытовой электропроводки.

При выборе автомата нужно учитывать, что реальный ток его защиты больше указанного в паспорте. Поэтому при выборе автоматического выключателя по таблице, в случае если сечение провода не попадает в стандартный ряд, необходимо выбрать автомат на меньший ток защиты. Например, расчетное сечение провода электропроводки получилось 1,7 мм 2 , что оказалось между значениями 1,5 и 2,0. В этом случае нужно выбирать автомат на ток защиты 10 А.

Важно заметить, что при выборе автоматического выключателя следует учитывать не только сечение электропроводки в квартире, а и сечение проводов, приходящих к счетчику. Вполне может оказаться, что новая электропроводка в квартире проложена проводом сечением 2,5 мм 2 , а от щитка в подъезде приходи провод сечением 1,5 мм2 . В таком случае нужно устанавливать автомат, исходя из наименьшего сечении провода, или заменять подходящие к счетчику от щитка провода на провода с большим сечением жил.

Установка и монтаж автоматов производятся на основе принципиальной схемы, которая должна быть прикреплена на видном месте внутри входного щитка электропитания. Принципиальная схема конкретной установки разрабатывается на основе типовых схем.

устанавливаются только на фазный провод.

На нулевой провод одиночный автоматический выключатель устанавливать категорически запрещено.

Как правило, во входном щитке располагается следующее оборудование:

1. На входе устанавливается выключатель — рубильник, пакетный выключатель или общий автомат защиты (в современных щитках ставятся автоматы защиты).

Это делается для того, чтобы можно было проводить электромонтажные работы внутри щитка, просто отключив весь щиток от электропитания.

2.Далее подключается электросчётчик, который пломбируется для защиты от всякого рода «умельцев» «экономить» электроэнергию.

3.После счётчика питающие провода разветвляются на группы, и на входе каждой группы ставится свой автомат защиты, а после него — УЗО (устройство защитного отключения).

УЗО выбираются таким образом, чтобы их номинальный ток превышал номинальный ток автомата защиты. Далее провода выходят из щитка к группам потребителей, к каждой группе своим отдельным кабелем.

Автоматы защиты и УЗО крепятся на DIN-рейке. Сам монтаж сложностей не представляет, нужно только заметить, что для облегчения монтажа существуют готовые планки перемычек или перемычки — это для подачи, к примеру, на все автоматы фазного напряжения, входной провод подключается к первому автомату, а к остальным — с помощью перемычек. Также в щитке устанавливаются общие зажимные планки для нулевых проводов и для проводов заземления. Всё это значительно облегчает монтаж.

5 стр., 2321 слов

Выбор схем защиты электроустановок и электрических сетей напряжением ...

... защиты. Управление автоматами может быть ручным и дистанционным. Автоматы выпускают в одно-, двух- и трехполюсном исполнении для сетей переменного и постоянного тока, выдвижными (с втычными контактами, расположенными с обратной стороны панели автомата) и ... от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны ...

Автоматы защиты устанавливаются в щитки распределительные (электрощитки).

Для их крепления выпускаются специальные приспособления. Называются они Дин-рейки или рейки для монтажа .

DIN -рейка для крепления автоматических выключателей и УЗО.

Автоматические выключатели для электрического щитка выбраны и настал черед их установки. В настоящее время самым распространенным способом крепления коммутационных электрических приборов, будь то автоматические выключатели, УЗО, реле, трансформаторы, розетки и многих других является крепление на так называемой DIN-рейке с помощью защелок.

Название «DIN-рейка» пришло к нам из Германии, аббревиатура DIN расшифровывается как Deutsches Institut fur Normung. DIN-рейка является стандартом для всех европейских стран. В России DIN-рейка в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60715-2003 обозначается ТН35. DIN-рейка представляет собой литой или штампованный профиль из стали или алюминия шириной 35мм. Длина рейки выбирается исходя из количества и ширины планируемых к установке коммутационных электроприборов.

DIN-рейка завоевала широкую популярность у электриков благодаря простоте подключения, легкости установки и демонтажа со щитка электроприборов. Для того чтобы установить автоматический выключатель на DIN-рейке потребуется всего несколько секунд. Нужно завести выключатель пазом за верхний выступ рейки и нажать на нижний край выключателя. Подпружиненная защелка на выключателе надежно зафиксирует его на DIN-рейке. На фотографии защелка выделена розовым цветом.

Для демонтажа изделия с DIN-рейки достаточно лезвие отвертки вставить в специальное ушко в нижней части изделия и отвести его в сторону. Защелка отойдет, и электроприбор можно будет снять. Встречаются электроприборы, которые можно демонтировать без помощи отвертки. Вот фотография схемы демонтажа электроприбора с креплением такой конструкции. Для исключения самовольного перемещения на DIN-рейке электроприборов дополнительно устанавливают ограничители. DIN-рейка на щитке крепится непосредственно на его задней стенке с помощью винтов.

Соединение автоматов защиты.

В щитке однополюсные автоматы защиты соединяются по верхнему полюсу. К этому полюсу подводится входной фазный провод электропитания от вводного автомата защиты. Соединять полюса автоматов защиты можно тремя способами

1.При помощи специальных гибких заводских перемычек;

2.При помощи перемычек сделанных своими руками;

3.При помощи специальных монтажных шин.

Во время технического обслуживания автоматических выключателей особое внимание следует уделять чистоте контактных поверхностей и их надежному соприкосновению. Если контакты загрязнены их чистят. Чистка контактов из меди, из ее сплавов и из металлокерамических соединений осуществляют тканью предварительно смоченной спиртом. Контакты из серебра протираются замшей смоченной спиртом. Подгары и оплавления с контактных поверхностей из меди и ее сплавов удаляются бархатным напильником. После зачистки контактов или после их замены, а так же замены пружин один раз в квартал следует проверять растворы и провалы контактов.

Контроль и зачистка изоляции, Ремонт автоматов, Регулировку работы контактной системы автомата

Контактная система регулируется таким образом, чтобы в момент касания дугогасительных контактов зазор между подвижным и неподвижным промежуточными контактами был не менее 5 мм, а в момент касания промежуточных контактов зазор между подвижным о и неподвижным 7 главными контактами был не менее 2,5 мм. Провал главных контактов должен быть не менее 2 мм во включенном положении автомата. В отключенном положении автомата раствор дугогасительных контактов должен быть не менее 65 мм.

От качества регулировки на одновременное замыкание контактов зависит электрический износ контактных поверхностей. При ремонте автоматов проверяют начальное и конечное нажатие контактной системы. Начальным нажатием является усилие, создаваемое контактной пружиной в точке первоначального касания. При недостаточном начальном нажатии может произойти приваривание контактов, а при увеличенном — нарушится четкость срабатывания аппарата. Нажатие должно быть в пределах 50 — 60 кН. Конечным нажатием является усилие, создаваемое контактной пружиной в точке конечного касания при полностью включенном контакторе. Эта величина должна быть в пределах 90 — 100 кН.

Начальное и конечное контактное нажатие у автоматов измеряют динамометром. С помощью петли и динамометра оттягивают контакт 7 от контактодержателя 10. О начале деформации пружины судят по перемещению полоски тонкой бумаги, предварительно заложенной между контактодержателем и контактом. В некоторых случаях, когда способом вытягивания полоски по каким-либо причинам пользоваться неудобно, используют другие приемы для определения момента отсчета показания динамометра. Ремонт механизмов проводить при отключенном питании.

При ремонте автоматов

Работы по установке и монтажу автоматов защиты должны проводиться квалифицированным персоналом, прошедшим соответствующее обучение и имеющим допуск на право проведения подобных работ. Это — требование безопасности, изложенное в ПУЭ. Персоналу, осуществляющему техническое обслуживание электроустановок, в том числе и воздушных выключателей необходимо привести в порядок свою рабочую одежду (застегнуть обшлага рукавов, убрать свисающие концы одежды), проверить отсутствие предметов, мешающих производству ремонтных работ, проверить исправность инструмента и измерительных приборов. Все переносные устройства должны иметь штатные концы подключающих проводов, оборудованными клеммными зажимами, наконечниками, обеспечивающими надёжное и безопасное их подключение. Необходимо наличие диэлектрических ковриков, наличие достаточного освещения в помещении, достаточное освещение аппаратуры, при необходимости освещение может быть усилено переносными светильниками напряжением не более 36 вольт. Пользоваться переносными светильниками на 220 в запрещается. Смазывающие и растворяющие легковоспламеняющиеся жидкости (масло, бензин, спирт и др.) должны содержаться в специальной металлической таре в количествах не более односменной потребности. При работах необходимо присутствие не менее двух человек.

По результатам изучения можно сделать следующие выводы:

3.Электробезопасность при эксплуатации эдектроустановок промышленных предприятий: учеб. пособие для студ. Учреждений сред. проф.образования / Ю.Д.Сибикин. М.Ю.Сибикин.-9-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2014.- 240 с.

6.Электротехника: учебник для учреждений нач. проф. образования/ В.М. Прошин .- 3-е изд. стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2012.-288с.

Простейшими приборами защиты являются предохранители с плавкой вставкой — пробочные и трубчатые, основной частью которых является плавкая вставка — металлическая проволока с высоким удельным сопротивлением (сплав олова и свинца) или пластинка из хорошо проводящего металла (чаще медь), но меньшего сечения, чем сечение проводов. Плавкая вставка — сменяемая часть предохранителя, плавящаяся при увеличении тока в защищаемой цепи свыше определенного значения. При токах короткого замыкания, в 6 и более раз превышающих номинальный ток цепи, она мгновенно расплавляется. При этом электрическая цепь разрывается и прохождение тока прекращается.

Принцип работы плавкого предохранителя.

Принцип действия предохранителя прост. Его плавкая вставка при протекании по ней тока нагревается. Во время перегрузки или короткого замыкания она перегорает. Цепь тока при этом разрывается. Чтобы при перегорании плавкой вставки не появилась опасная электрическая дуга, которая может повредить оборудование или представить опасность для обслуживающего персонала, она помещается в фарфоровые трубки.

Устройство защитного отключения или сокращенно УЗО.

Название УЗО, которое создала фирма Schutzapparategesellschaft Paris & Co в 1937 году, с моей точки зрения не точно отражает назначение устройства. Правильнее было бы назвать УЗЧ — устройство защиты человека от поражения электрическим током, для чего оно и предназначено. В необходимости установки УЗО я сомневался и пред принятием решения провел анализ.

Принцип работы УЗО

Внешне УЗО похоже на двухполюсный модульный автомат защиты от короткого замыкания, внутри которого установлен расцепной механизм и дифференциальный трансформатор. По внешнему виду УЗО от автомата отличается только наличием дополнительной кнопки «Тест», служащей для проверки исправности УЗО. Если ее нажать, то УЗО сработает.

Согласно Закону Ома ток в любой точке замкнутой цепи течет одинаковый. Поэтому при подключении любого электроприбора к бытовой электросети величина тока, протекающего по нулевому и фазному проводу кабеля на входе в квартиру равна. Это равенство и контролирует УЗО. Но если человек, случайно, коснется рукой за фазный провод, а другой частью открытого участка тела прикоснется к заземленному токопроводящему предмету, то ток в фазном проводе станет больше, чем в нулевом проводе, на величину тока, протекающего через тело человека. Дифференциальный трансформатор зафиксирует эту разницу и УЗО отключит подачу электроэнергии.

В современных квартирах, в которых все коммуникационные трубы выполнены из пластика, а полы сделаны из непроводящих ток материалов, случайное прикосновение к фазному проводу и заземленной поверхности человека практически исключено. А вот от более реального случая, когда человек прикасаются к нулевому и фазному проводам одновременно, УЗО не защищает.

Как выбрать УЗО.

Модельный ряд УЗО для бытовой электропроводки невелик, и практически сводится к четырем типам, отличающимся чувствительностью, а точнее током утечки, при котором срабатывает защита. Выпускаются УЗО на ток утечки 10, 30, 100 и 300 мА. Ток величиной менее 30 мА не является смертельно опасным для человека, и при протекании по его телу вызывает только болевые ощущения. Поэтому УЗО для квартиры и выбирают на ток утечки 30 мА.

УЗО еще отличаются допустимым током нагрузки, при выборе, нужно брать УЗО рассчитанный на ток нагрузки равным или большим, чем у автомата. При токе защиты автомата равном 16-32 А подойдет УЗО на рабочий ток 32 А.

Таким образом, практически для любой квартирной электропроводки подойдет УЗО, рассчитанное на рабочий ток 32 А и ток утечки 30 мА. Как раз УЗО с такими параметрами изображено на фотографии выше.

Статистика смертности от поражения электрическим током.

99% квартир в стране не оборудованы УЗО и в статистических данных случаи поражения людей электрическим током со смертельным исходом в быту отсутствуют. В среднем на 1 000 000 человек, за год бывает 2-3 случая поражения людей электротоком со смертельным исходом и они, как правило, происходят на производстве или улице при грубом нарушении правил электро безопасности.

Необходимость установки УЗО.

УЗО, как и любое дополнительное устройство в системе, снижает ее надежность. При установке УЗО в электропроводке появляется дополнительно четыре механических соединения, которые, как показывает практика, нарушают работу электропроводки чаще всего.

В старых электропроводках из-за токов утечек в ней велика вероятность ложных срабатываний УЗО. Ложное срабатывание УЗО могут вызвать и некоторые электроприборы из-за особенностей их устройства. В современной электропроводке через контакт в электрической вилке металлическая часть корпуса любого электроприбора автоматически заземляется и в случае попадания фазы на корпус из-за пробоя изоляции, сработает автомат защиты. В дополнение стоит заметить, что все переносные бытовые электроприборы имеют двойную изоляцию.

Таки образом, существующие меры защиты и без УЗО при соблюдении элементарных требований техники безопасности надежно защищают человека от поражения электрическим током в повседневной жизни.

Таблица 1.

Операция технического обслуживания

Последовательность выполнения

Очистка автоматического выключателя

Очистить кожух выключателя от пыли сухим обтирочным материалом. Отвернуть винты и снять крышку автоматического выключателя

Расцепить рычаг (собачку) с удерживающей рейкой, для чего повернуть осторожно рейку до момента расцепления ее с собачкой. Вынуть дугогасительные камеры. Удалить копоть и пятна обтирочным материалом, смоченным растворителем. Протереть выключатель сухим Обтирочным материалом. Осмотреть автоматический выключатель и убедиться в целости пластмассового основания и крышки

Проверка механической системы выключателя

Несколько раз включить и отключить выключатель вручную. Скорость включения и отключения выключателя не должна зависеть от скорости движения рукоятки или кнопки (выключатель АП-50).

Смазать шарнирные соединения приборным маслом

У пускателей А3700 при наличии дистанционного привода необходимо: а) отвернуть винты крепления крышки дистанционного привода и снять крышку; б) осмотреть дистанционный привод и смазать шарнир привода приборным мелом; в) закрыть крышку дистанционного привода и плотно затянуть ее винтами; г) проверить надежность заземления дистанционного привода

Проверка состояния дугогасительных камер

Проверить состояние дугогасительных камер. Следы копоти удалить обтирочным материалом, смоченным ацетоном, и вытереть насухо

Проверка состояния контактов

Осмотреть подвижные и неподвижные контакты. Контакты, имеющие нагар на рабочей поверхности, очистить обтирочным материалом, смоченным бензином и вытереть насухо

Измерить толщину металлокерамического слоя контактов штангенциркулем, Толщина металлокерамического слоя должна быть не менее О,Б мм

Проверка состояния контактных соединений

Осмотреть контакты в месте присоединения проводов или шин. При обнаружении следов перегрева контакты разобрать, зачистить контактные поверхности до металлического блеска, смазать техническим вазелином, собрать и затянуть

Измерение сопротивления изоляции

При отключенном положении выключателя мегомметром измерить сопротивление изоляции между подвижным и неподвижным контактами каждой фазы. При включенном положении выключателя измерить сопротивление изоляции между фазами автоматического выключателя. Сопротивление изоляции должно быть не менее 10 мОм

Проверка работы

Собрать автоматический выключатель. Включить и выключить выключатель 3—5 раз при снятом напряжении и убедиться в четкости его работы

Проведенный анализ показал, что установка УЗО, это скорее дань моде, чем жизненная необходимость, приводящая к снижению надежности электропроводки в целом и неоправданным затратам.

Дифференциальный автоматический выключатель.

Для тех, кто решил устанавливать УЗО, есть возможность заменить автоматический выключатель и УЗО одним устройством, которое выполняет сразу две функции — защиту от короткого замыкания и УЗО.Для выбора дифференциального автомата сначала определяются параметры автоматического выключателя защиты от короткого замыкания и УЗО по выше приведенной методике. На основании полученных параметров выбирается тип дифференциального автомата.Я бы не рекомендовал установку дифференциального выключателя, так как в случае выхода из строя автомата или УЗО придется менять выключатель полностью, а стоит он дорого.