Назначение и классификация электрических аппаратов

Электрическим аппаратом называют электротехническое устройство, предназначенное для регулирования, контроля и защиты источников электрической энергии и электрических приемников, а также для контроля и регулирования различных электрических процессов. По назначению их подразделяют на аппараты оперативного отключения (включения), защитные—аварийного отключения (включения), пускорегулирующие и контролирующие.

Оперативные аппараты служат для подключения или отключения определенной установки обслуживающим ее персоналом. Такие аппараты часто называют коммутирующими. К ним относят различные рубильники, выключатели, контакторы и т. д. Защитные аппараты аварийного отключения служат для ограничения амплитуды аварийных токов и длительности их протекания. В результате воздействия таких токов перегреваются обмотки электрических машин, шины, кабели и другие токопроводы, нарушается электрическая изоляция, обгорают и плавятся контактные поверхности электрических аппаратов. Динамические удары вызывают повреждение шин, изоляторов, обмоток электрических машин, реакторов, трансформаторов. К защитным аппаратам относят различные автоматические выключатели, короткозамыкатели и плавкие предохранители. Выключатели снабжены необходимым приводом (ручным или электрическим) и дугогасительным устройством, обеспечивающим гашение электрической дуги, возникающей между контактами при их размыкании.

Короткозамыкатели предназначены для защиты некоторых устройств, например полупроводниковых преобразователей, которые не могут выдержать аварийные токи. Они снабжаются дистанционным устройством для включения и рассчитываются на кратковременное прохождение аварийного тока. Устройства для гашения дуги не применяются, поскольку разрыв тока осуществляется основным защитным аппаратом.

Пускорегулирующие аппараты предназначены для осуществления пуска, регулирования частоты вращения, напряжения и тока электрических машвн. К ним относятся контакторы, пускатели, командоконтроллеры.

Контакторы представляют собой оперативные аппараты с дистанционным управлением, предназначенные для частых включений и отключений электрических цепей как без тока, так и при номинальных токах нагрузки. Они в отличие от автоматических выключателей не имеют устройств для контроля тока.

Командоконтроллеры имеют сравнительно большое число контактов, замыкаемых и размыкаемых в определенной последовательности при повороте вала. Привод вала может быть дистанционный или ручной.

Контролирующие аппараты служат для контроля за работой электрических устройств. В случае нарушения установленного режима работы они подают электрические сигналы или воздействуют на органы, управляющие данным устройством. К ним относятся различные регуляторы и реле (защитные реле, реле тока, напряжения, времени, тепловые реле и т. д.). Они имеют дистанционное управление и не имеют системы дугогашения.

Защитные реле срабатывают при возникновении аварийных режимов и подают сигнал на отключение силовой цепи соответствующим выключателям или на систему сигнализации.

Токовые реле срабатывают при определенной силе тока, превыщающей заданный ток трогания, и приходят в исходное состояние при токах, меньших тока отпускания. В таких реле предусматривается возможность регулирования токов срабатывания и отпускания. Токовые реле могут быть электромагнитные и тепловые. Тепловые реле реагируют на температуру нагрева биметаллического элемента, обтекаемого током контролируемой цепи. Такие реле часто встраивают в автоматические выключатели и аппараты, предназначенные для оперативного дистанционного управления работой электродвигателей и других электрических потребителей.

Реле напряжения контролируют уровень напряжения в сети. Они срабатывают и приходят в исходное состояние при определенных значениях напряжения.

Реле времени представляют собой аппараты, позволяющие создать регулируемую выдержку времени между моментом подачи напряжения на катушку реле и моментом размыкания (замыкания) контактов. Основным отличием таких реле является наличие механизма выдержки времени (электромагнитного, теплового или часового).

В системах управления часто применяются промежуточные реле. Эти реле имеют одну катушку управления и несколько пар контактов разомкнутых или замкнутых в исходном состоянии. Такие реле осуществляют логические операции управления включением и отключением различных электрических аппаратов, находящихся в разных цепях.

Разъединители являются аппаратами оперативного отключения, предназначенными для видимого разрыва электрической цепи при отсутствии тока. Они включаются, как правило, последовательно с основным оперативным аппаратом и выполняют вспомогательные функции, в частности обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала на обесточенных цепях. Разъединители рассчитываются на полный номинальный ток цепи и не имеют дугогасительных устройств.

Все контактные аппараты имеют следующие основные части: контактную систему и привод. Во многих таких аппаратах имеется также система дугогашсния. В бесконтактных электрических аппаратах эти элементы могут полностью или частично отсутствовать, поскольку в них используется иной принцип ограничения и отключения тока (без механического разрыва).