Блог

Основные требования к электрическим аппаратам

Электрические аппараты

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:

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
  • 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.

Классификация электрических аппаратов

Электрический аппарат – это устройство, управляющее электропотребителями и источниками питания, а также использующее электрическую энергию для управления неэлектрическими процессами.

Электрические аппараты общепромышленного назначения, электробытовые аппараты и устройства выпускаются напряжением до 1 кВ, высоковольтные – свыше 1 кВ. До 1 кВ делятся на аппараты ручного, дистанционного управления, аппараты защиты и датчики.

Электрические аппараты классифицируются по ряду признаков:

1. по назначению, т. е. основной функции выполняемой аппаратом,

2. по принципу действия,

3. по характеру работы

5. величине тока

6. величине напряжения (до 1 кВ и свыше)

8. степени защиты (IP)

9. по конструкции

Особенности и области применения электрических аппаратов

Классификация электрических аппаратов в зависимости от назначения:

1. Аппараты управления , предназначены для пуска, реверсирования, торможения, регулирования скорости вращения, напряжения, тока электрических машин, станков, механизмов или для пуска и регулирования параметров других потребителей электроэнергии в системах электроснабжения. Основная функция этих аппаратов это управление электроприводами и другими потребителями электрической энергии. Особенности: частое включение, отключение до 3600 раз в час т.е. 1 раз в секунду.

К ним относятся электрические аппараты ручного управления — пакетные выключатели и переключатели, рубильники, универсальные переключатели, контролеры и командокотролеры, реостаты и др., и электрические аппараты дистанционного управления — электромагнитные реле, пускатели, контакторы и т. д.

Другие публикации:  Гражданский кодекс законная неустойка

2. Аппараты защиты , используются для коммутации электрических цепей, защиты электрооборудования и электрических сетей от сверхтоков, т. е. токов перегрузки, пиковых токов, токов короткого замыкания.

3. Контролирующие аппараты , предназначены для контроля заданных электрических или неэлектрических параметров. К этой группе относятся датчики. Эти аппараты преобразуют электрические или неэлектрические величины в электрические и выдают информацию в виде электрических сигналов. Основная функция этих аппаратов заключается в контроле за заданными электрическими и неэлектрическими параметрами.

К ним относятся датчики тока, давления, температуры, положения, уровня, фотодатчики, а также реле, реализующие функции датчиков, например реле контроля скорости (РКС), реле времени, напряжения, тока.

Классификация электрических аппаратов по принципу действия

По принципу действия электроаппараты разделяются в зависимости от характера воздействующего на них импульса. Исходя из тех физических явлений, на которых основано действие аппаратов, наиболее распространенными являются следующие категории:

1. Коммутационные электрические аппараты для замыкания и размыкания электрических цепей при помощи контактов, соединенных между собой для обеспечения перехода тока из одного контакта в другой или удаленных друг от друга для разрыва электрической цепи (рубильники, переключатели, …)

2. Электромагнитные электрические аппараты , действие которых зависит от электромагнитных усилий, возникающих при работе аппарата (контакторы, реле, …).

3. Индукционные электрические аппараты , действие которых основано на взаимодействии тока и магнитного поля (индукционные реле).

4. Катушки индуктивности (реакторы, дроссели насыщения).

Классификация электрических аппаратов по характеру работы

По характеру работы электрические аппараты различают в зависимости от режима той цепи, в которой они установлены:

1. Аппараты, работающие длительно,

2. предназначенные для кратковременного режима работы,

3. работающие в условиях повторно-кратковременной нагрузки.

Классификация электрических аппаратов по роду тока

По роду тока: постоянного и переменного.

Требования, предъявляемые к электрическим аппаратам

Особенно многообразны конструктивные разновидности современных аппаратов, в связи с этим различны и требования, предъявляемые к ним. Однако существуют и некоторые общие требования вне зависимости от назначения, применения или конструкции аппаратов. Они зависят от назначения, условий эксплуатации, необходимой надежности аппаратов.

Изоляция электрического аппарата должна быть рассчитана в зависимости от условий возможных перенапряжений, которые могут возникнуть в процессе работы электрической установки.

Аппараты, предназначенные для частого включения и отключения номинального тока нагрузки, должны иметь высокую механическую и электрическую износоустойчивость, а температура токоведущих элементов не должна превышать допустимых значений.

При коротких замыканиях токоведущая часть аппарата подвергается значительным термическим и динамическим нагрузкам, которые вызваны большим током. Эти экстремальные нагрузки не должны препятствовать дальнейшей нормальной работе аппарата.

Электрические аппараты в схемах современных электротехнических устройств должны обладать высокой чувствительностью, быстродействием, универсальностью.

Общим требованием по всем видам аппаратов является простота их устройства и обслуживания, а также их экономичность (малогабаритность, наименьший вес аппарата, минимальное количество дорогостоящих материалов для изготовления отдельных частей).

Режимы работы электротехнических устройств

Номинальный режим работы — это такой режим, когда элемент электрической цепи работает при значениях тока, напряжениях, мощности указанных в техническом паспорте, что соответствует наивыгоднейшим условиям работы с точки зрения экономичности и надежности (долговечности).

Нормальный режим работы — режим, когда аппарат эксплуатируется при параметрах режима незначительно отличающихся от номинального.

Аварийный режим работы — это такой режим, когда параметры тока, напряжения, мощности превышают номинальный в два и более раз. В этом случае объект должен быть отключен. К аварийным режимам относят прохождение токов короткого замыкания, тока перегрузки, понижение напряжения в сети.

Надежность – безотказная работа аппарата за все время его эксплуатации.

Свойство электрического аппарата выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания и ремонтов, хранения и транспортирования.

Исполнение электрических аппаратов по степени защиты

Степень защиты от проникновения твердых тел и жидкости определяется ГОСТ 14254-80. В соответствии с ГОСТ устанавливается 7 степеней от 0 до 6 от попадания внутрь твердых тел и от 0 до 8 от проникновения жидкости.

Обозначение степеней защиты

Защита от проникновения твердых тел и соприкосновения персонала с токоведущими и вращающимися частями.

Требования, предъявляемые к электрическим аппаратам

Требования, предъявляемые к ЭА чрезвычайно разнообразны и зависят от назначения, условий применения и эксплуатации аппарата, необходимой надежности. Кроме специфических требований, относящихся к данному аппарату, все ЭА должны удовлетворять нескольким общим требованиям:

1. Каждый ЭА при работе обтекается каким-либо рабочим током, при этом в токоведущих частях выделяется определенное количество теплоты и аппарат нагревается. При номинальном режиме работы температура токоведущих частей аппарат не должна превышать некоторого определенного значения, установленного для данного аппарата и его деталей соответствующим ГОСТ или другим нормативным документам.

2. В каждой цепи может быть ненормальный (перегрузка) или аварийный(короткое замыкание) режим работы. Ток, протекающий по аппарату в это время, весьма заметно (в 50 и более раз) превышает номинальный или рабочий ток.

При коротком замыкании (КЗ) токоведушие части аппарата подвергаются чрезвычайно большим термическим и электродинамическим нагрузкам, вызываемым значительным током. Эти нагрузки ЭА должен выдержать без каких-либо деформаций и остаточных явлений, нарушающих работоспособность аппарата после устранения КЗ.

Другие публикации:  Доверенность от юридического лица на получение денежных средств бланк

3. Каждый ЭА работает в цепи с определенным напряжением, где возможно и перенапряжение. Изоляция ЭА должна обеспечивать надежную работу его при заданных значениях перенапряжения, которые имеют место в эксплуатации, и обладать определенным запасом, учитывающим ухудшение свойств изоляции с течением времени и вследствие осаждения влаги, пыли, грязи.

4. Контакты аппарата должны быть способны включать и отключать все токи рабочих режимов, а многие аппараты также токи аварийных режимов, которые могут возникать в управляемых и защищаемых цепях. Контакты аппаратов, предназначенных для отключения тока К3, должны быть рассчитаны на этот режим.

5. К каждому ЭА предъявляются требования по быстродействию, надежности и точности работы. При этом все функции аппарат должен выполнять в условиях, соответствующих внешним воздействиям.

6. К каждому аппарату предъявляется ряд специфических требований, обусловленных его назначением. Так например, выключатель высокого напряжения должен отключать КЗ за малое время (0,04-0,О6с). Трансформатор тока должен токовую и угловую погрешности, не превышающие определённого значения.

7. В связи с широкой автоматизацией производственных процессов, применением сложных схем автоматики увеличивается число аппаратов, участвующих в работе. Возможность отказа в работе ЭА требует их резервирования и создания специальной системы поиска неисправностей. В связи с этим ЭА должны обладать высокой надежностью. Выход из строя аппаратов ВН приводит к большим материальным потерям.

8. Масса, габаритные размеры, стоимость и время, необходимое для установки и обслуживания ЭА должны быть минимальными. Отвечающие современным требованиям ЭА за срок службы 25 лет не должны нуждаться в ремонте и сложной ревизии. Конструкция ЭА должна быть удобна в

обслуживании и технологичной в производстве. Обеспечивать возможность применения автоматизации в процессе их сборки и эксплуатации.

Основные требования к электрическим аппаратам

Сервис бесплатной оценки стоимости работы

  1. Заполните заявку. Специалисты рассчитают стоимость вашей работы
  2. Расчет стоимости придет на почту и по СМС

Номер вашей заявки

Прямо сейчас на почту придет автоматическое письмо-подтверждение с информацией о заявке.

Основные требования, предъявляемые к электрическим

Классификация электрических аппаратов

Коммутационный аппарат

Электрический аппарат, электронный аппарат,

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

РАЗДЕЛ 1

ЛЕКЦИЯ №1

СОКРАЩЕНИЯ

ЭДС – электродвижущая сила;

ПУЭ – правила устройства электроустановок;

КЗ – короткое замыкание;

ЭДУ – электродинамическое усилие;

ВАХ – вольтамперная характеристика;

АДФР – асинхронный двигатель с фазным ротором;

АДКЗ – асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;

ДПТ с НВ – двигатель постоянного тока с независимым

ДПТ с ПВ – двигатель постоянного тока с последовательным

МДС – магнитодвижущая сила;

ТП – тиристорный преобразователь;

УП – универсальный переключатель;

ОУ – операционный усилитель.

1.1 Цели и задачи курса. Основные понятия: аппарат, электрический аппарат, электронный аппарат, коммутационный аппарат.

1.2 Классификация электрических аппаратов.

1.3 Основные требования, предъявляемые к электрическим аппаратам.

1.1 Цели и задачи курса. Основные понятия: аппарат,

Основными целями и задачами курса является изучение принципов действия, физических явлений, основных соотношений и зависимостей наиболее распространенных общепромышленных типов электрических аппаратов в системах электроснабжения и электротехнологических установках, а также освоение и получение навыков применения, выбора и расчетов, связанных с выбором электрических аппаратов. Изучение назначения и применения в конкретных схемных решениях.

Итак – принцип действия, назначение, конструктивное исполнение, расчет и выбор, применение.

Аппарат – это прибор, техническое устройство, приспособление (энциклопедический словарь).

Электрический аппарат – это электротехническое устройство, предназначенное для коммутации, стабилизации или регулирования электрических, механических или иных нагрузок, для управления электрическими или неэлектрическими объектами, а также для их защиты от ненормальных режимов работы. Это понятие широкое – бытовые приборы и т.д., а также приборы для контроля, измерения.

Коммутация, в переводе с латинского, означает «изменение». Изменение может быть ступенчатым и плавным. Наиболее характерными для коммутационного аппарата является включение и отключение, то есть коммутация электрических цепей (ступенчатое изменение).

Электронный аппарат выполняет те же функции что и электрический аппарат, выполнен на основе полупроводниковых приборов, осуществляет бесконтактную коммутацию и регулирование, имеет в своём составе блок питания.

Классификация электрических аппаратов из–за большого их разнообразия производится по ряду признаков: по назначению, области применения, принципу действия, роду тока, конструктивным особенностям, напряжению, исполнению защиты от воздействий окружающей среды и т. д.

Классификация по назначению.

1) Коммутационные аппараты распределения электрической энергии – служат для включения и отключения электрических цепей (относительно редкая коммутация). Это рубильники, разъединители, автоматические (автоматы) и неавтоматические выключатели, отделители, короткозамыкатели и др.

2) Защитные аппараты служат для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и перегрузок. Это предохранители, электротепловые реле, автоматы, реле тока и др.

3) Пускорегулирующие аппараты служат для управления электроприводами и другими потребителями электроэнергии (аппараты управления). К ним относятся контакторы, пускатели, контроллеры, реостаты и др. аппараты.

4) Ограничивающие аппараты служат для ограничения токов короткого замыкания – реакторы и перенапряжений – разрядники и полупроводниковые ограничители перенапряжений.

5) Аппараты автоматики и управления (токи до 1,0А):

а) контролирующие используются для контроля заданных

электрических и неэлектрических параметров – это различные реле, датчики;

б) регулирующие аппараты применяются для стабилизации и регулирования заданного параметра электрической цепи – это регуляторы напряжения, температуры и др. параметров.

Другие публикации:  Договора дарения признаки

Классификация по напряжению:

1) аппараты низкого напряжения – до 1000,0В;

2) высокого напряжения – выше 1000,0В.

Классификация по роду тока:

1) постоянного тока;

2) переменного тока 50Гц;

3) переменного тока повышенной частоты.

Классификация по принципу действия – электромагнитные, индукционные, магнитоэлектрические, магнитодинамические и др.

Классификация по принципу воздействия на последующую цепь – контактные и бесконтактные, не имеющие подвижных систем.

Классификация по ряду других факторов – например, по быстродействию.

Классификация по роду защиты от воздействия окружающей среды

ГОСТ 14254–80 – защитные свойства исполнений обозначаются IPХХ, где первая цифра показывает защиту от проникновения внутрь оболочки аппарата твёрдых частиц, а вторая цифра показывает степень защиты от проникновения воды.

Первая цифра – 0 – защиты нет, 1 – от проникновения предмета размером ≤50,0 мм, 2 – размером ≤12,0 мм, 3 – размером ≤2,5 мм,

4 – размером ≤1,0 мм, 5 – защита от пыли (допускается пыль без нарушения работы), 6 – полная защита от пыли.

Вторая цифра – 0 – защиты нет, 1 – от вертикально падающих капель, 2 – от капель воды, падающих под углом 15 0 , 3 – от брызг под углом 60 0 к вертикали, 4 – от брызг под любым углом, 5 – от водяных струй, 6 – от мощных водяных струй, 7 – от временного погружения в воду, 8 – от продолжительного погружения в воду.

В ряде случаев степень защиты имеет определённые названия, например, IP00 – открытое исполнение, IP60 – пылезащищенное исполнение, IP66 – пылеводонепроницаемое исполнение (морское исполнение), IP67 – герметическое исполнение.

(N) У – с умеренным климатом;

(NF) УХЛ – с умеренным и холодным климатом;

(TH) ТВ – с влажным тропическим климатом;

(TA) ТС – с сухим тропическим климатом;

(T) Т – с сухим и влажным тропическим климатом;

(U) О – общеклиматическое исполнение (для всех районной на суше и на море).

1 – на открытом воздухе;

3 – в закрытых помещениях с естественной вентиляцией;

4 – в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями;

5 – в помещениях с повышенной влажностью (шахты, подвалы).

185.238.139.36 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Основные требования, предъявляемые к электрическим аппаратам

Требования к электрическим аппаратам довольно разнообразны и напрямую зависят от необходимой надежности, назначения и условий эксплуатации. Однако для всех электрических аппаратов существуют общие требования, которым они должны удовлетворять.

  1. Последовательно включенные в цепь электрические аппараты (контакторы, пускатели, автоматические выключатели) пропускают через себя ток этой цепи. В номинальном режиме работы температура токоведущих элементов устройства не должна превосходить указанную в паспорте изделия. В случае коротких замыканий или значительных перегрузок токоведущая цепь электрического аппарата подвергается значительным динамическим и термическим перегрузкам, вызванных большим током. Данные нагрузки не должны вызывать остаточных явлений, которые будут препятствовать дальнейшей нормальной работе электрического аппарата.
  2. Электрические аппараты, которые по условиям работы могут включать и отключать токи перегрузок и коротких замыканий, должны иметь силовые контакты, рассчитанные на этот режим работы. Электрические аппараты, которые должны часто включать и отключать номинальные токи нагрузки, должны иметь высокую механическую и электрическую изностойкость.
  3. Изоляция электрических аппаратов должна рассчитываться из условий возможных перенапряжений, которые могут возникать в электроустановке, с некоторым запасом, который должен учитывать ухудшение условий свойств изоляции в условиях эксплуатации (влага, пыль, грязь).
  4. К каждому электрическому аппарату предъявляется целый ряд специфических требований, в зависимости от его назначения. Например, трансформатор тока должен иметь угловую и токовую погрешности, не превышающие определенных значений. У контактора должна быть высокая механическая и электрическая износостойкости. Высоковольтный выключатель должен отключать ток короткого замыкания за очень малое время (0,04 – 0,06 с).
  5. Эра автоматизации выставляет новые требования ко всем системам. Огромное количество электрических аппаратов, без которых не может обойтись ни одна современная автоматизированная система, постоянно совершенствуется, как разработчиками так и производителями, чтобы соответствовать современному уровню требований, особенно в части надёжности.
  6. Все без исключения электрические аппараты должны иметь минимальную стоимость, габаритные показатели, а также вес. На их обслуживание, установку или замену должно уходить минимальное количество времени.