Kaitseseadmed: eesmärk, tüübid, klassifikatsioon, spetsifikatsioonid, paigaldus, tööfunktsioonid, seadistused ja remont

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-02 13:53

Kaitseseadmed on seadmed, mis on ette nähtud elektriahelate, elektriseadmete, masinate ja muude seadmete kaitsmiseks mis tahes ohtude eest, mis segavad nende seadmete normaalset tööd, samuti kaitsma neid ülekoormuse eest. Siinkohal on oluline märkida, et need peavad olema õigesti paigaldatud ja toimingud peavad toimuma täpselt vastav alt juhistele, vastasel juhul võivad kaitseseadmed ise põhjustada seadme rikke, plahvatuse, tulekahju ja muid asju.

Põhilised kinnitusnõuded

Selleks, et seade töötaks eduk alt, peab see vastama järgmistele nõuetele:

• Kaitseseadmed ei tohi mingil juhul ületada neile lubatud temperatuuri elektrivõrgu või elektriseadmete normaalse koormuse korral.
• Seade ei tohiks seadet vooluvõrgust lahti ühendada lühiajaliste ülekoormuste korral, mille hulka kuuluvad sageli sisselülitusvool, isekäivitusvool jne.

Kaitsmeühenduste valimisel peate lähtuma nimivoolust vooluringi selles osas, mis seda seadet kaitseb. See kaitseseadmete valimise reegel on igal juhul asjakohane mis tahes kaitseseadme valimisel. Samuti on oluline mõista, et pikaajalise ülekuumenemise korral vähenevad kaitseomadused oluliselt. See mõjutab seadmeid negatiivselt, kuna kriitilise koormuse hetkel võivad need näiteks lihts alt mitte välja lülituda, mis võib viia õnnetuseni.

Kaitseseadmed peavad tingimata võrgu välja lülitama, kui selles vooluringis tekib pikaajaline ülekoormus. Sel juhul tuleb jälgida pöördvõrdelist sõltuvust voolust kokkupuuteaja suhtes.

Igal juhul peab kaitseseade lühise (lühise) tekkimisel vooluahela lõpus lahti ühendama. Kui ühefaasilises vooluringis tekib lühis, peab seiskamine toimuma võrgus, millel on kindl alt maandatud null. Kui kahefaasilises vooluringis tekib lühis, siis isoleeritud nulliga võrgus.

Elektriahela kaitseseadmetel on katkestusvõime I _{pr. Selle parameetri väärtus peab vastama lühisevoolule, mis võib tekkida kaitstud sektsiooni alguses. Kui see väärtus on madalam maksimaalsest võimalikust lühisevoolust, ei pruugi vooluringi lõigu lahtiühendamise protsess üldse toimuda või võib toimuda, kuid viivitusega. Selle tõttu võivad kahjustada saada mitte ainult selle võrguga ühendatud seadmed, vaid ka elektriahela kaitseseade ise. Sel põhjusel peab purunemisvõime koefitsient olemasuurem või võrdne maksimaalse lühisevooluga.}

Suulaevkaitsmed

Tänapäeval on elektrivõrkude kaitsmiseks mitu seadet, mis on kõige levinumad. Üks neist seadmetest on kaitse. Seda tüüpi kaitseseadmete eesmärk on kaitsta võrku voolu tüüpi ülekoormuste ja lühiste eest.

Tänapäeval on nii ühekordselt kasutatavaid seadmeid kui ka vahetatavate sisestustega. Selliseid seadmeid saab kasutada nii tööstuslikes vajadustes kui ka igapäevaelus. Selleks on seadmeid, mida kasutatakse liinides kuni 1 kV.

Lisaks neile kasutatakse alajaamades kõrgepingeseadmeid, mille pinge on üle 1000 V. Sellise seadme näiteks võib olla 6/0, 4 kV alajaamade abitrafode kaitse.

Kuna nende kaitseseadmete eesmärk on kaitsta lühiste ja voolu ülekoormuse eest, on neid laialdaselt kasutatud. Lisaks on need väga lihtsad ja hõlpsasti kasutatavad, samuti on nende vahetamine kiire ja lihtne ning nad on iseenesest väga töökindlad. Kõik see on viinud selleni, et selliseid kaitsmeid kasutatakse väga sageli.

Tehniliste omaduste arvestamiseks võite võtta seadme PR-2. Olenev alt nimivoolust on see seade saadaval kuut tüüpi kassettidega, mis erinevad oma läbimõõdult. Nende igaühe kassetti saab paigaldada sisendi, eeldades erinevat nimivoolu. Tonäiteks 15 A kassetile saab paigaldada nii 6 A kui ka 10 A sisendi.

Lisaks sellele karakteristikule on olemas ka alumise ja ülemise katsevoolu mõiste. Mis puudutab katsevoolu madalamat väärtust, siis see on voolu maksimaalne väärtus, mille voolamise ajal vooluringis 1 tunni jooksul vooluringi sektsiooni ei katkestata. Mis puudutab ülemist väärtust, siis see on minimaalne voolukoefitsient, mis 1 tunni jooksul vooluringis sulab kaitse- ja juhtseadme sisendi.

Kaitsmed

Kaitsmed täidavad sama rolli kui kaitsmed, kuid nende disain on keerulisem. Seda kompenseerib aga asjaolu, et lüliteid on palju mugavam kasutada kui kaitsmeid. Näiteks kui isolatsiooni vananemise tõttu tekib võrku lühis, suudab lüliti elektriahela kahjustatud osa vooluvõrgust lahti ühendada. Samal ajal on juhtimis- ja kaitseseade ise üsna hõlpsasti taastatav, pärast töötamist ei vaja see uuega asendamist ja pärast remonditöid suudab see oma kontrolli all olevat vooluahela osa uuesti usaldusväärselt kaitsta. Selliseid lüliteid on väga mugav kasutada, kui on vaja teha rutiinseid remonditöid.

Mis puudutab nende seadmete tootmist, siis peamine näitaja on nimivool, mille jaoks seade on ette nähtud. Sellega seoses on valik tohutu, mis võimaldab valida igale ketile sobivaima.seade. Kui me räägime tööpingest, siis need, nagu kaitsmed, jagunevad kahte tüüpi: pingega kuni 1 kV ja kõrgepingega tööpingega üle 1 kV. Siinkohal on oluline lisada, et elektriseadmete ja elektriahelate kõrgepingekaitseseadmeid toodetakse vaakumis, inertgaasiga või õliga täidetud. See konstruktsioon võimaldab kõrgemal tasemel vooluringi lahti ühendada, kui selline vajadus tekib. Teine oluline erinevus kaitselülitite ja kaitsmete vahel on see, et need on ette nähtud kasutamiseks mitte ainult ühefaasilistes, vaid ka kolmefaasilistes ahelates.

Näiteks elektrimootori ühe juhtme maandusega lühise korral lülitab kaitselüliti välja kõik kolm faasi, mitte ühe kahjustatud faasi. See on oluline ja oluline erinevus, sest kui ainult üks faas on välja lülitatud, töötab mootor edasi kahel faasil. See töörežiim on hädaolukorras ja vähendab oluliselt seadme eluiga ning võib isegi põhjustada seadme hädaolukorra rikke. Lisaks valmistatakse automaatset tüüpi kaitselülitid töötama nii vahelduv- kui alalispingega.

Soojus- ja voolurelee

Tänapäeval on elektrivõrgu kaitseseadmete hulgas palju erinevat tüüpi releed.

Soojusrelee on üks levinumaid seadmeid, mis kaitseb elektrimootoreid, kütteseadmeid ja mis tahes toiteseadmeidprobleem, näiteks ülekoormusvool. Selle seadme tööpõhimõte on väga lihtne ja see põhineb asjaolul, et elektrivool on võimeline soojendama juhti, mille kaudu see voolab. Iga termorelee peamine tööosa on bimetallplaat. Teatud temperatuurini kuumutamisel see plaat paindub, mis katkestab elektrilise kontakti ahelas. Loomulikult jätkub plaadi kuumutamine kuni kriitilise punktini.

Lisaks termokaitseseadmetele on ka teist tüüpi kaitseseadmeid, näiteks voolurelee, mis juhib võrgu voolutugevust. Samuti on olemas pingerelee, mis reageerib pinge muutumisele võrgus, ja diferentsiaalvoolurelee. Viimane seade on lekkevoolu kaitseseade. Siinkohal on oluline märkida, et kaitselülitid, nagu ka kaitsmed, ei saa voolulekkele reageerida, kuna see väärtus on üsna väike. Kuid samal ajal on see väärtus täiesti piisav, et tappa sellise rikke all oleva seadme korpusega kokku puutunud inimene.

Kui on palju elektriseadmeid, mis vajavad diferentsiaalvoolurelee ühendamist, siis kasutatakse toitekilbi suuruse vähendamiseks sageli kombineeritud masinaid. Sellisteks seadmeteks on saanud seadmed, mis ühendavad kaitselülitit ja diferentsiaalvoolureleed – diferentsiaalkaitselülitid ehk difautomaadid. Selliste seadmete kasutamisel ei vähendata mitte ainult toitekilbi suurust, vaid ka paigaldusprotsess on oluliselt hõlbustatud.kaitseseadmed, mis omakorda muudab need säästlikumaks.

Soojusrelee spetsifikatsioonid

Soojusreleede peamine omadus on reaktsiooniaeg, mis sõltub koormusvoolust. Teisisõnu nimetatakse seda omadust ajavooluks. Kui arvestada üldist juhtumit, siis enne koormuse rakendamist voolab relee kaudu vool I₀. Sel juhul on bimetallplaadi kuumutamine q_{0. Selle omaduse kontrollimisel on väga oluline arvestada, millisest olekust (ülekuumenenud või külm) seade käivitub. Lisaks on nende seadmete kontrollimisel väga oluline meeles pidada, et plaat ei ole lühisevoolu korral termiliselt stabiilne.}

Soojusreleede valik on järgmine. Sellise kaitseseadme nimivool valitakse elektrimootori nimikoormuse alusel. Valitud relee vool peaks olema 1, 2-1, 3 mootori nimivoolust (koormusvool). Teisisõnu, selline seade töötab, kui 20 minuti jooksul on koormus 20–30%.

Väga oluline on mõista, et soojusrelee tööd mõjutab oluliselt ümbritseva õhu temperatuur. Ümbritseva õhutemperatuuri tõusu tõttu väheneb selle seadme töövool. Kui see indikaator erineb liiga palju nimiväärtusest, on vaja kas relee täiendavat sujuvat reguleerimist,või osta uus seade, kuid võttes arvesse tegelikku ümbritseva õhu temperatuuri selle seadme tööpiirkonnas.

Ümbritseva temperatuuri mõju vähendamiseks kogumisvoolu väärtusele on vaja osta suurema koormusega relee. Sooja seadme korrektse toimimise saavutamiseks tuleks see paigaldada kontrollitava objektiga samasse ruumi. Siiski tuleb meeles pidada, et relee reageerib temperatuurile ja seetõttu on selle paigutamine kontsentreeritud soojusallikate lähedusse keelatud. Sellisteks allikateks loetakse katlaid, kütteallikaid ja muid sarnaseid süsteeme ja seadmeid.

Valige seadmed

Elektrivastuvõtjate ja elektrivõrkude kaitseseadmete valimisel tuleb lähtuda nimivooludest, mille jaoks need seadmed on projekteeritud, samuti voolust, mis toidab võrku, kuhu sellised seadmed paigaldatakse.

Kaitseseadme valimisel on väga oluline meeles pidada selliste ebatavaliste töörežiimide esinemist nagu:

• faasidevahelised lühised;
• faasi lühis ümbrisesse;
• jõuline voolu suurenemine, mille võib põhjustada mittetäielik lühis või protsessiseadmete ülekoormus;
• täielik kadumine või liiga suur pinge vähenemine.

Mis puudutab lühisekaitset, siis seda tuleb teha kõigi elektriliste vastuvõtjate puhul. Peamine nõue on seadme võrgust lahtiühendamine, kuilühise esinemine peaks olema minimaalne. Kaitseseadmete valimisel on samuti oluline teada, et tuleb tagada täielik ülevoolukaitse, välja arvatud mõnel järgmistest juhtudest:

• kui elektrivastuvõtjate ülekoormamine tehnoloogilistel põhjustel on lihts alt võimatu või ebatõenäoline;
• kui elektrimootori võimsus on alla 1 kW.

Lisaks ei pruugi elektrilisel kaitseseadmel olla ülekoormuskaitse funktsiooni, kui see on paigaldatud katkendlikul või katkendlikul töörežiimil töötava elektrimootori jälgimiseks. Erandiks on igasuguste elektriseadmete paigaldamine suure tuleohuga ruumidesse. Sellistes ruumides tuleb eranditult kõikidele seadmetele paigaldada ülekoormuskaitse.

Alapingekaitse tuleb seadistada mõnel järgmistest juhtudel:

• elektrimootoritele, mida ei saa täispingel sisse lülitada;
• elektrimootoritele, mille isekäivitamine ei ole mitmel tehnoloogilisel põhjusel lubatud või on töötajatele ohtlik;
• kõikidele teistele elektrimootoritele, mis tuleb välja lülitada, et vähendada kõigi selle võrguga ühendatud elektrivastuvõtjate koguvõimsust vastuvõetava väärtuseni.

Voolused ja kaitseseadise valik

Kõige ohtlikum on lühisvool. Peamine oht seisneb selles, et see on tavalisest käivitusvoolust palju suurem, samuti võib selle väärtus olenev alt vooluringi lõigust, kus see tekib, oluliselt erineda. Seega, kui kontrollite kaitseseadet, mis kaitseb vooluahelat lühise eest, peab see sellise probleemi ilmnemisel vooluringi võimalikult kiiresti lahti ühendama. Samal ajal ei tohiks see mingil juhul töötada, kui vooluringis on mõne elektriseadme käivitusvoolu normaalväärtus.

Mis puudutab ülekoormusvoolu, siis siin on kõik üsna selge. Selliseks vooluks loetakse mis tahes karakteristiku väärtust, mis ületab elektrimootori nimivoolu. Kuid siin on väga oluline mõista, et mitte iga kord, kui ülekoormusvool tekib, peab kaitseseade vooluringi kontaktid lahti ühendama. See on oluline ka seetõttu, et teatud juhtudel on lubatud nii elektrimootori kui ka elektrivõrgu lühiajaline ülekoormus. Siinkohal tasub lisada, et mida lühem on koormus, seda suuremate väärtusteni see võib ulatuda. Selle põhjal saab selgeks, mis on mõne seadme peamine eelis. "Sõltuva karakteristikuga" seadmete kaitseaste on sel juhul maksimaalne, kuna nende reaktsiooniaeg väheneb koormusteguri suurenemisega sel hetkel. Seetõttu sobivad sellised seadmed ideaalselt ülevoolukaitseks.

Kokkuvõtteks võime öelda järgmist. Kaitseks vastulühise korral tuleb valida vabakäiguseade, mis on konfigureeritud töötama algväärtusest oluliselt suurema vooluga. Vastupidi, ülekoormuskaitse jaoks peab kaitselülitusseadmel olema inerts ja sõltuv omadus. See tuleb valida nii, et see ei töötaks elektriseadme tavapärasel käivitamisel.

Erinevat tüüpi kaitseseadmete puudused

Kaitsmetel, mida varem laialdaselt lülitusseadmete kaitseseadmetena kasutati, on järgmised puudused:

• üsna piiratud võimalus kasutada liigvoolukaitsena, kuna sisendvoolu lahtihäälestus on üsna keeruline;
• mootor jätkab töötamist kahel faasil, isegi kui kolmas on kaitsme poolt välja lülitatud, mis põhjustab mootori sageli rikke;
• teatud juhtudel on väljalülitusvõimsuse piirang ebapiisav;
• ei ole võimalik pärast voolukatkestust toidet kiiresti taastada.

Mis puudutab õhutüüpi masinaid, siis need on täiuslikumad kui kaitsmed, kuid neil pole ka puudusi. Peamine probleem elektrikaitseseadmete kasutamisel on see, et need ei ole toime osas selektiivsed. See on eriti märgatav, kui seadistusmasinas tekib reguleerimata katkestusvool.

On paigaldusmasinaid, milles ülekoormuskaitse teostatakse termovabastite abil. Tundlikkus janende viivitus on hullem kui termoreleedel, kuid samal ajal toimivad nad kõigil kolmel faasil korraga. Mis puutub universaalsetesse kaitseautomaatidesse, siis siin on see veelgi hullem. See on põhjendatud asjaoluga, et saadaval on ainult elektromagnetväljastused.

Tihti kasutatakse magnetkäivitusi, millesse on ehitatud termotüüpi releed. Sellised kaitseseadmed on võimelised kaitsma elektriahelat kahefaasilise ülekoormusvoolu eest. Kuid kuna termoreleed on suure inertsiga, ei suuda need kaitsta lühiste eest. Starterisse hoidmismähise paigaldamine võib tagada alapingekaitse.

Kvaliteetset kaitset nii ülekoormusvoolu kui ka lühise eest saavad pakkuda ainult induktsioonreleed või elektromagnetreleed. Kuid need saavad töötada ainult lahtiühendava seadme kaudu, mis muudab vooluringi nende ühendamisega keerulisemaks.

Eespool öeldut kokku võttes võime teha kaks järgmist järeldust:

1. Elektrimootorite, mille võimsus ei ületa 55 kW, kaitsmiseks ülekoormusvoolu eest kasutatakse kõige sagedamini kaitsme või õhuseadmega magnetkäivitit.
2. Kui elektrimootori võimsus on üle 55 kW, siis kasutatakse nende kaitsmiseks elektromagnetilisi kontaktoreid õhusõidukitega või kaitsereleed. Siinkohal on väga oluline meeles pidada, et kontaktor ei lase lühise korral vooluahelat katkestada.

Õige seadme valimisel on väga oluline arvutada kaitseseadised. Kõige olulisem valem on mootori nimivoolu arvutamine, mis võimaldab teil valida sobivate indikaatoritega kaitseseadme. Valem näeb välja selline:

I_n=R_dv ÷(√3U_{ncos c n), kus:}

I_{n on mootori nimivool, mis on vahemikus A;}

R_{mootor on mootori võimsus, mis on esitatud kW-des;}

U_{n on nimipinge V;}

cos q on aktiivvõimsustegur;

n on efektiivsustegur.

Neid andmeid teades saate hõlps alt arvutada mootori nimivoolu ja seejärel hõlpsasti valida sobiva kaitseseadme.

Kaitsevahendite kahjustused

Peamine erinevus elektriahela kaitseseadmete ja muude seadmete vahel seisneb selles, et need mitte ainult ei paranda defekti, vaid ühendavad ka vooluahela lahti, kui iseloomulikud väärtused ületavad teatud piire. Kõige ohtlikumaks probleemiks, mis sageli kaitsevarustust välja lülitab, on saanud kurt lühis. Sellise lühise ilmnemise ajal saavutavad voolunäidikud suurimad väärtused.

Kui sellise probleemi ilmnemisel tekib lahtine vooluahel, tekib sageli elektrikaar, mis on lühikese aja jooksul üsna võimeline hävitama isolatsiooni ja sulatama seadme metallosad.

Kui tekib liiga suur ülekoormusvool, võib see põhjustada juhtivate osade ülekuumenemist. Lisaks on mehaanilised jõud, missuurendab oluliselt seadmete üksikute elementide kulumist, mis võib mõnikord viia isegi seadme purunemiseni.

On kiireid kaitselüliteid, mis võivad põhjustada selliseid probleeme nagu liikuva käe ja liikuva kontakti hõõrumine vastu kaarerenni seinu, samuti demagnetiseeriva mähise varda lühistamine korpusega. Üsna sageli on kontaktpinnad, kolvid ja ajamisilindrid liiga palju kulunud.

Kiirmasinate remont

Iga tüüpi kiirkaitseseadmeid tuleb remontida samas järjekorras. Kiirlülitit ehk BV-d puhutakse puhta suruõhuga rõhul kuni 300 kPa (3kgf/cm2). Pärast seda pühitakse seade salvrätikutega. Järgmiseks peate eemaldama sellised esemed nagu kaarerenn, blokeerimisseade, pneumaatiline ajam, liikuva kontakti armatuur, induktiivne šunt ja muud.

Seadme otsene remont toimub spetsiaalses remondistendis. Kaarrenn võetakse lahti, selle seinad puhastatakse spetsiaalses haavelpuhastusmasinas, misjärel need pühitakse ja kontrollitakse. Selle kambri ülemisse ossa võib lubada laaste, kui nende mõõtmed ei ületa 50x50 mm Seina paksus rebenemiskohtades peaks olema 4-8 mm. Vajalik on mõõta takistust kaarrenni sarvede vahel. Mõne proovi puhul peab indikaator olema vähem alt 5 MΩ ja mõne puhul vähem alt 10 MΩ.

Kahjustatud partitsioon tuleb maha lõigatakogu selle pikkuses. Kõik sarnased raiekohad tuleks hoolik alt puhastada. Pärast seda määritakse liimitavad pinnad epoksüvaigul põhineva liimilahusega. Kui leiti purunenud ventilaatori lehed, asendatakse need. Kui need on painutatud, tuleb need tasandada ja uuesti kasutusele võtta. Samuti on olemas kaarrenn, mis tuleks puhastada settest ja sulamisest, kui see on olemas.