Лабораторная работа №1б

"ИСПЫТАНИЕ ПЛАВКИХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ, АВТОМАТИЧЕ­СКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ"

Выполнила: ст. гр. ТЭТ-407

Терехова Н.А.

Проверил: ст.преп.

Сотников Е.М.

ИСПЫТАНИЕ ПЛАВКИХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ, АВТОМАТИЧЕ­СКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Цель работы:

- ознакомиться с конструкциями, принципом действия предохраните­лей, автоматических выключателей;

- определить зависимость времени срабатывания предохранителей, автоматических выключателей от величины тока перегрузки.

ПЛАВКИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ

Плавким предохранителемназывают электрический аппарат, кото­рый при токе, большем заданной величины, размыкает электрическую цепь путем расплавления плавкой вставки, непосредственно нагретой то­ком.

Предохранители можно классифицировать по степени закрытия плав­кой вставки:

1. предохранители с открытой плавкой вставкой;

2. с полузакрытым патроном;

3. с закрытым патроном (в этих предохранителях отсутст­вует выброс пламени дуги при перегорании плавкой вставки).

Современные предохранители обычно выполняются с закрытым па­троном. Они могут быть с наполнителем или без него. В предохранителях с наполнителем дуга гасится в порошкообразном или зернистом наполни­теле, а в предохранителях без наполнителя - вследствие высокого давле­ния газа в патроне.

Материалы для плавких вставок должны иметь малое удельное сопро­тивление, небольшую температуру плавления и, кроме того, должны быть стойкими к окислению. В современных предохранителях для плавких вставок обычно применяются медь, цинк, реже свинец. В ответственных случаях, когда необходимо иметь полную гарантию от ложных срабатыва­ний из-за окисления вставки, применяется серебро.

Медь по сравнению с цинком и свинцом имеет малое удельное сопро­тивление, что позволяет применять плавкие вставки небольшого сечения и тем самым облегчить условия гашения электрической дуги при расплавле­нии плавкой вставки. Однако медь имеет весьма высокую температуру плавления (1083°) и подвержена окислению. В процессе эксплуатации окислы меди отслаиваются, и сечение вставки постепенно уменьшается, в результате чего изменяются и значения пограничных токов, при которых начинается процесс перегорания плавкой вставки.

Серебро, так же как и медь, имеет малое удельное сопротивление и, кроме того, не окисляется, что обусловливает высокую стабильность по­граничных токов серебряных вставок.

В предохранителях с плавкими, медными или серебряными вставками при небольших токах перегрузки, при которых требуется весьма длитель­ное время для расплавления плавкой вставки, возможен значительный на­грев патрона предохранителя и его разрушение. Одним из способов сни­жения температуры плавления вставки является применение металлурги­ческого эффекта, когда на медную и серебряную вставку напаивают шари­ки из металла с низкой температурой плавления (олово, свинец).

К достоинствам цинковых вставок следует отнести невысокую темпе­ратуру плавления (419°), неизменность сечения при эксплуатации. Цинк на воздухе образует пленку окислов, которая имеет достаточную механиче­скую прочность и предохраняет плавкую вставку от дальнейшего окисле­ния.

Свинец имеет невысокую температуру плавления (327°), но большое удельное сопротивление и по этой причине в качестве материала для плав­ких вставок применяется крайне редко.

Полное время отключения цепи слагается из времени расплавления плавкой вставки и времени гашения дуги. Очевидно, что чем больше ток в цепи, тем быстрее плавкая вставка нагреется до плавления и тем меньше будет полное время отключения. Зависимость полного времени отключе­ния цепи плавким предохранителем от тока называют времятоковойили защитнойхарактеристикой.

Величину тока, при которой вставка предохранителя не перегорает в течение длительного времени, называют пограничнымили плавящимтоком. Номинальный ток плавкой вставки должен быть меньше плавящего тока.

Обычно при калибровке предохранителя задается два значения токов:

- Величина минимального плавяхцего тока, при котором плавкая вставка не должна перегорать в течение 1-2ч: I _{пл. мил.⁼}( 1,3-1,4)I_Н0М.

- Величина максимального тока, при котором плавкая вставка должна расплавиться за время до 2 ч.

Следует выбирать номинальные токи патрона предохранителя и его плавких вставок.

Номинальный ток патрона- ток, при котором токоведущие и кон­тактные части предохранителя нагреваются до допустимой температуры.

Номинальный ток вставки- ток, на который рассчитана плавкая вставка (при его протекании вставка не должна перегорать).

Предохранители серии ПР-2 имеют закрытые разборные патроны без наполнителя, изготовляются на напряжение 220В (габарит 1) и напряжение 500В (габарит 2).

Номинальные токи патронов: 15, 60, 100, 200, 350, 600, 1000 А.

Номинальные токи вставок: 6, 10, 15, 20, 25, 35, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 225, 260, 300, 350,430, 600, 1000 А.

Плавкая вставка изготавливается из цинка, стойкого против коррозии, и выполняется в виде пластинки с вырезами, уменьшающими ее сечение на отдельных участках. Такая конструкция вставки позволяет снизить время ее перегорания при протекании больших токов и повысить отключающую способность предохранителя в результате снижения количества паров ме­талла в дуге при перегорании вставки.

Пробочные предохранители серии ПД и ПДС имеют плавкие вставки из серебряных проволочек или полосок, которые размещаются в сменной фарфоровой трубке, наполненной кварцевым песком. После перегорания вставки трубка заменяется. Патроны предохранители этой серии изготав­ливаются на токи 6-600А при номинальном напряжении 350В постоянного и 380В переменного тока. Предохранители серии ПДС отличаются от се­рии ПД тем, что корпус у них выполнен не из фарфора, а из стеатита.

Предохранители серии ПН-2 с наполнителем выпускают на номиналь­ные токи патронов: 40, 100, 250, 400 и 600А. Номинальные токи вставок: 6, 10, 15, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600А.

Предохранители серии ПНБ-2 (Б - быстродействующий) имеют такую же конструкцию, как ПН-2, но вставки у них серебряные и предназначены они для защиты германиевых и кремниевых выпрямителей.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Схема установки для снятия времятоковых характеристик плавких вставок приведена на рис. 5. К клеммам автоматического выключателя SF типа АП 50 - ЗМТ на 6,4А подключена обмотка лабораторного автотранс­форматора ЛАТР и электрический секундомер ПВ-53л. На рис. 5 автома­тический выключатель обозначен SF. В цепи секундомера РТ имеется за­мыкающий контакт КА реле максимального тока, которым секундомер от­ключается после перегорания плавкой вставки предохранителя FU. К на­грузочным клеммам автотрансформатора подключена первичная обмотка силового трансформатора Т1 220/12 В.

В цепи вторичной обмотки трансформатора включена первичная обмотка измерительного трансформатора тока ТА, плавкая вставка предохранителя FU и обмотка балластного дросселя L для увеличения общего сопротивле­ния системы, чтобы изменение активного сопротивления вставки при на­греве не сказывалось на величине тока.

К клеммам вторичной обмотки измерительного трансформатора ТА подключены последовательно соединенные амперметр РА и обмотка реле максимального тока КА. SA- выключатель, шунтирующий предохранитель PU.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с теоретическими сведениями и, конструкциями низ­ковольтных предохранителей по имеющимся образцам и описанию в инст­рукции.

2. Снять времятоковую характеристику медной круглой плавкой вставки диаметром 0.25 мм:

-заготовить плавкие вставки длиной 50 мм --10 шт;

-установить плавкую вставку в гнезда установки;

-установить автотрансформатор TV1 в нулевое положение, замкнуть контакты выключателя SA и автоматического выключателя SF;

-плавным поворотом рукоятки автотрансформатора TV1 установить во вторичной цепи трансформатора тока ТА величину тока, равную 8А;

-отключить SA, шунтирующий Ро и записать показания секундомера - время срабатывания плавкой вставки;

-отключить автоматическим выключателем цепь от сети и установить новую плавкую вставку в гнезда установки;

-в той же последовательности определить время срабатывания при то­ке 10А, а затем при токах 15, 20, 25А;

-по результатам эксперимента построить график зависимости t = f(I).

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Для испытания автоматических выключателей используется схема ус­тановки, изображенная на рис. 6, у которой в цепи вторичной обмотки трансформатора TV2 имеются контакт автоматического выключателя SF2, амперметр РА и контакт выключателя SA. Последний замыкают на время регулирования тока. Размыкание сети электросекундомера РТ в этой схеме предусмотрено вторым контактом автоматического выключателя SF2.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

- Ознакомиться с конструкциями автоматических выключателей различных типов, обратив внимание на биметаллическую пластину и способ зацепления ее с защелкой при замкнутых контактах.

- Снять времятоковую характеристику автоматических выклю­чателей при различных токах перегрузки:

-собрать электрическую схему (рис.6) с автоматическим выключа­телем;

-при замкнутых контактах выключателя SF2; SA, подключить схе­му автоматическим выключателем SF1 к сети и поворотом рукоятки ав­тотрансформатора TV1 установить ток 40 А;

-разомкнуть контакт выключателя SA и определить секундомеру РТ время срабатывания тепловых расцепителей выключателя SF2;

-определить кратность перегрузки;

K= I/I_Н

I - ток нагрузки, А = 40; 30; 20; 10

1н ~ номинальный ток автоматического выключателя, А.

Рис. 5. Схема установкидля снятия времятоковых характеристик плавких вставок

Рис. 6. Схема установки для снятия времятоковых характеристик автоматических выключателей

Полученные результаты записать в табл. 2;

Таблица 2

-через 3-5 мин замкнуть контакт SA и плавным поворотом рукоятки

автотрансформатора TV1 установить во вторичной цепи трансформатора

TV2 очередной ток перегрузки SF2;

-еще через 3-5 мин, уменьшая ступенчато ток нагрузки, определить

время срабатывания автоматического выключателя;

-после подсчета величины кратности перегрузки построить график зависимости t=f (к) и времятоковую характеристику tcp=f ( 1 п е р « . ) -

Аналогично ознакомиться с устройством и принципом действия других

автоматических выключателей и с помощью схемы установки определить время срабатывания различных типов расцепителей при различных токах перегрузки. Для сопоставления графиков зависимости t = f(k) необходимо

определить время срабатывания всех исследуемых автоматических выключателей при тех же токах нагрузки.