Апарати захисту максимального струму. При роботі ЕП може статися замикання електричних ланцюгів між собою на землю (корпус), а також збільшення струму в силових ланцюгах понад допустиму межу, викликане стопоріння руху виконавчого органу робочої машини, обривом однією з фаз живлячої напруги, різким зниженням струму збуджений ДПТ. Для захисту ЕП і живильної мережі від з'являються в цих випадках неприпустимо великих струмів (надструмів) передбачається максимальний струмовий захист, яка може реалізовуватися різними засобами - за допомогою плавких запобіжників, реле максимального струму і автоматичних вимикачів.
Плавкі запобіжники (FU) - включаються в кожну лінію (фазу) живильній мережі між вимикачем напруги мережі і контактами лінійного контактора КМ, а також в ланцюзі управління. На малюнку 2 показані відповідно схеми захисту запобіжниками АТ, ДПТ і ланцюгів управління.
Малюнок 2 - Захист кіл запобіжниками
Основними елементами запобіжника є плавка вставка і дугогасительноє пристрій. Вибір плавкої вставки запобіжників проводиться по струму, який розраховується таким чином, щоб вона не перегорала від пускового струму двигуна.
Для захисту електричних ланцюгів ЕП при напрузі до 1000 В застосовуються такі типи запобіжників: трубчасті без наповнювача серії ПР2; швидкодіючі серії ПНБ-5; з високою розривною здатністю серії ПП 31; трубчасті розбірні з закритими патронами і наповнювачем серії ПН 2; різьбові серії ПРС. Плавкі вставки цих запобіжників калибруются на струми від 6 до 1000 А.
Реле максимального струму використовуються в основному в ЕП середньої і великої потужності. Котушки цих реле FA1 і FA2 включаються в дві фази трифазних двигунів змінного струму та в один або два полюси ДПТ між вимикачем QS і контактами лінійного контактора КМ. Розмикаючих контакти цих реле включаються також в ланцюг котушки лінійного контактора КМ. При виникненні надструмів в контрольованих ланцюгах, що перевищують струми спрацьовування (уставки) реле FA1 і FA2, контакти цих реле розмикаються і силові контакти лінійного контактора КМ відключають двигун від мережі живлення (рис.3).
Уставки реле максимального струму повинні вибиратися таким чином, щоб не відбувалося відключення двигунів при їх пуску або інших перехідних процесах, т. Е. Коли струми в силових ланцюгах в кілька разів перевищують номінальний рівень.
В якості реле максимального струму в ЕП застосовуються реле миттєвої дії серії РЕВ 570 для ланцюгів постійного струму від 0,6 до 1200 А і серії РЕВ 571Т для ланцюгів змінного струму від 0,6 до 630 А. Час їх спрацьовування порядку 0,05 с. У схемах управління застосовуються також реле серій РЕ 70, РЕВ 830, РЕВ 302 і ін.
Автоматичні повітряні вимикачі (автомати - QF). Ці комплексні багатоцільові апарати забезпечують ручне включення і відключення двигунів, їх захист від надструмів, перевантажень і зниження напруги живлення. Для забезпечення виконання цих функцій автомат має контактну систему, замикання і розмикання якої здійснюється вручну за допомогою рукоятки або кнопки, максимальне струмове реле і теплове струмове реле.
Важливою частиною автомата є механізм вільного зчеплення,
який забезпечує його відключення при надходженні керуючих або захисних дій, наприклад при протіканні струмів перевантаження, коротке замикання, зниженні напруги мережі, а також при необхідності дистанційного відключення автомата.
Спрощене пристрій автомата показано на малюнку 4. Робочий струм навантаження протікає через контакт 1 автомата, нагрівач теплового реле 6 і котушку 9 реле максимального струму. При короткому замиканні в контрольованому колі сердечник 10 реле максимального струму втягується в котушку 9 і через штовхач 8 впливає на важіль 5 механізму вільного розчеплення. Останній повертається за годинниковою стрілкою і піднімає засувку 4. При цьому звільняється важіль 3 і, впливаючи на пружину 2, розмикає контакти 1 автомата.
Малюнок 4 - Схема автоматичного вимикача (а) і його умовне графічне і буквене позначення (б)
Аналогічно відбувається відключення автомата при перевантаженні ланцюга, коли струм в ній більше номінального (розрахункового), але менше струму короткого замикання. У цьому випадку струм, проходячи по нагревателю 6 теплового реле, викликає нагрівання біметалічної пластини 7, в результаті чого вільний кінець цієї пластини піднімається вгору і через важіль 5 відкриває засувку 4, викликаючи цим відключення контактів автомата.
Часто в автоматах застосовують теплові расцепители без нагрівача, в цьому випадку контрольований струм пропускається безпосередньо через біметалічну пластину. У малопотужних автоматах такий расцепитель може виконувати також функції елемента максимального струмового захисту.
Автоматичні вимикачі широко використовуються для комутації і захисту силових і малопотужних ланцюгів ЕП всіх видів.
Нульова захист. При значному зниженні напруги мережі або його зникнення цей захист забезпечує відключення двигунів і запобігає мимовільному їх включення (самозапуск) після відновлення напруги.
У тих випадках, коли двигуни управляються кнопками контакторів або магнітних пускачів, нульовий захист здійснюється самими цими апаратами без застосування додаткових засобів. Наприклад, якщо в схемах зникло або сильно знизилася напруга мережі, котушка лінійного контактора КМ втратить харчування і він відключить двигун від мережі. При відновленні напруги включення двигуна можливо тільки після натискання на кнопку управління SB2.
Тепловий захист відключає двигун від джерела живлення, якщо, внаслідок протікання по його ланцюгах підвищених струмів відбувається значне нагрівання його обмоток. Таке перевантаження виникає, наприклад, при обриві однієї з фаз трифазного АД або СД.
Тепловий захист двигунів здійснюється за допомогою теплових, максимальних струмових реле і автоматичних вимикачів. Теплові реле (КК) включаються в дві-три фази трифазних двигунів безпосередньо або через трансформатори струму (рисунок 5). Для захисту ДПТ теплові реле включаються в один або два полюси ланцюга їх харчування. Розмикаючих контакти теплових реле включаються в ланцюзі котушок головних (лінійних) контакторів або в ланцюг захисного реле.
Дія теплового реле засноване на ефекті згинання біметалічної пластинки при нагріванні через різних температурних коефіцієнтів лінійного розширення утворюють її металів.
Малюнок 5 - Включення теплових реле в електричні ланцюги
В ЕП застосовуються електротепловие двополюсні реле серій ТРН на номінальні струми від 0,32 до 40 А, однополюсні реле серій ТРТП на струми від 1,75 до 550 А і триполюсні реле серій РТЛ на струми від 0,17 до 200 А. Ці реле мають регульовану уставку теплового захисту; при струмі 1,2Iном час їх спрацьовування 20 хв.
Тепловий захист двигунів може здійснюватися також автоматичними вимикачами і магнітними пускателями, якщо вони мають вбудовані теплові расцепители.
При повторно-короткочасних режимах роботи ЕП, коли процеси нагрівання реле і двигуна різні, захист двигунів від перевантажень здійснюється за допомогою максимальних струмових реле FA1 і FA2. Токи уставок цих реле вибираються на 20. 30% вище номінального струму двигуна. Так як, струм уставки реле в цьому випадку нижче пускового струму, то при пуску двигуна його контакти шунтується контактами реле часу, що має витримку часу трохи більшу часу пуску двигуна.