4-2. УСТРОЙСТВО УНИВЕРСАЛЬНЫХ И УСТАНОВОЧНЫХ АВТОМАТОВ
Принципиальная схема конструкции универсальных и установочных автоматов почти одинакова (рис. 4-1). Различие заключается в том, что универсальные автоматы имеют все или почти все элементы, указанные на рис. 4-1, а установочные в настоящее время — ограниченное число их.
Замыкание и размыкание главной цепи происходят между подвижными и неподвижными главными контактами (§ 5-1), заключенными в дугогасительную камеру (§ 5-3). Контакты соединены с выводными зажимами. В зависимости от числа изолированных друг от друга контактов, коммутирующих разные цепи, различают автоматы одно-, двух-, трех- и четырехполюсные. Последние применяются редко. Энергия, необходимая для включения контактов, подводится к автомату приводом (§ 5-4), механически связанным с контактами обычно через механизм свободного расцепления (§ 5-5, 5-6). Отключение может осуществляться приводом, отключающей кнопкой или расцепителями (§6-7, 5-11, 5-12).
[Привод представляет собой рычаг с рукояткой для непосредственного (недистанционного) включения вручную или систему рычагов для ручного дистанционного включения, или электромеханическое устройство (электродвигатель или соленоид). В последнем случае включение осуществляется дистанционно путем замыкания цепи управления привода. Изредка делаются пневматические приводы.
Рис. 4-1. Схема механической связи между элементами универсальных и установочных автоматов.
привод; МСР —механизм свободного расцепления; Б—блок-контакты; ГК — главные контакты; ОК~отключающая кнопка; РМТ — расцепитель максимального тока; РжТ и РОГ—расцепитель минимального или обратного тока; РмН—расцепитель минимального напряжения;
Расцепители представляют собой электромагнитные или термобиметаллические механизмы, которые срабатывают и вызывают отключение автомата мгновенно или с некоторой выдержкой времени. Наиболее распространены: расцепители максимального тока, которые срабатывают при токе, большем тока уставки, расцепители минимального напряжения, которые срабатывают, когда напряжение на катушке становится меньше заданного, и расцепители независимые, которые срабатывают без выдержки времени, когда на их катушку подано напряжение. Независимые расцепители ранее назывались также отключающими. Иногда делают расцепители минимального и обратного постоянного тока, которые
срабатывают, когда ток соответственно станет меньше определенного значения или изменит свое направление. 1асцепители минимального напряжения или независимые применяют для дистанционного отключения. Воздействуя соответствующим реле на их катушки, можно осуществлять, кроме вышеуказанной, также защиту от изменения направления энергии при переменном токе, чрезмерного повышения напряжения в главной цепи или па заземленных деталях и т. п. У автоматов на малые токи иногда механизм свободного расцепления совмещен с расцепителем максимального тока.
Отключение автомата при срабатывании расцепите- ля происходит вследствие воздействия последнего на механизм свободного расцепления, при этом нарушается связь между приводом и контактной системой, и она переходит в отключенное положение под действием отключающих пружин независимо от положения привода. Своеобразная, несколько отличная схема применена в автоматах фирмы «Делль» (Франция) (§ 5-6).
Благодаря наличию механизма свободного расцепления автоматы при наступлении ненормальных условии в цепи отключаются независимо от положения привода и после этого не могут самопроизвольно включиться, хотя бы привод удерживался в положении включения. Вышеуказанное свойство называется свободным расцеплением, оно обеспечивает всегда наличие защиты.
Свободное расцепление в принципе может быть достигнуто и без расцепляющего механизма, связывающего привод и контакты. Такое решение вообще было бы желательно, так как вышеуказанный механизм довольно сложный и обычно является слабым местом автомата. Однако для основного исполнения автомата с ручным приводом это практически возможно лишь при малых номинальных токах (несколько десятков ампер). Пример такого исполнения см. в § 4-12. При больших номинальных токах необходимо иметь расцепляющийся механизм для того, чтобы с помощью сравнительно небольших усилий, развиваемых расцепителем, можно было вызвать отключение контактов, на которые действуют большие силы.
Автоматы, у которых подвижная система приводится в действие электромагнитом, могут иметь свободное расцепление без вышеуказанного- механизма. Примером этого могут служить некоторые быстродействующие автоматы. Другим примером является устройство, состоящее из обычного контактора и максимального реле с удерживающей катушкой (рис. 4-2). В этом устройстве при возникновении короткого замыкания максимальное реле срабатывает, отключается контактор, однако якорь реле остается в притянутом положении благодаря наличию удерживающей катушки. Этим предотвращается повторное самопроизвольное замыкание контактора. Для повторного включения надо отключить и включить выключатель ДВ.
Рис. 4-2 Схема защитного устройства, выполняющего функции автомата.
К—контакты контактора; К.К —катушка контактора; Р—контакты максимального реле; РР—рабочая катушка максимального реле; УР~ удерживающая катушка максимального реле; ДВ—дистанционный выключатель.
В указанном на рис. 4-2 устройстве можно также применить максимальное реле с защелкой без удерживающей катушки, но в этом случае нельзя дистанционно восстановить питание. Такое устройство часто применяется для питания маломощных установок; оно имеет большие габариты, чем у обычных автоматов. Здесь требуется постоянное питание катушки. Для промышленных установок оно обычно не применяется, так как имеет недопустимо большое собственное время отключения из-за большого времени переходного процесса при отключении магнитной системы контактора и из-за большой массы ее подвижных частей. Однако имеется серия контакторов-автоматов без механизма свободного расцепления на номинальные токи 800—2 750 а с разрывной способностью до 70 кА действующего значения симметричной составляющей, по своей конструкции аналогичная контакторам поворотного типа [Л. 4-11]. Малое полное время отключения (до 20 мсек) получается вследствие того, что пальчиковые подвижные контакты имеют якорек, который с деталями траверсы составляет маленькую магнитную систему. При прохождении тока короткого замыкания благодаря взаимному притяжению частей, магнитной системы отбрасывающее электродинамическое усилие, возникающее «а контактах, передается на якорь приводного электромагнита, способствуя его отбросу и размыканию контактов. Одновременно быстродействующее максимальное реле вызывает отключение катушки приводного электромагнита. Эта конструкция не обеспечивает избирательного отключения при коротком замыкании и поэтому может иметь ограниченное применение.
Почти у всех автоматов (кроме некоторых самых малых) контакты отключаются с большой скоростью, по сути независимой от скорости движения рукоятки ручного привода (моментное отключение). Автоматы с ручным приводом часто имеют и моментное включение, что необходимо для повышения включающей способности. Коммутационная способность автоматов при включении ручным приводом (без моментного действия) обычно значительно меньше,, чем при включении электромеханическим приводом.
Кроме контактов, предназначенных для коммутации главного тока, автоматы снабжаются блок-контактами, служащими для коммутации цепей управления, сигнализации и блокировки. Обычно блок-контакты механически связаны с главными контактами. Изредка автоматы снабжаются еще добавочными блок-контактами, механически связанными с приводом. Это дает возможность установить, произошло ли отключение под воздействием привода или расцепителя, и, следовательно, узнать, были ли в цепи ненормальные явления. Для получения высокой разрывной способности иногда встраивают в автомат токоограничивающие плавкие предохранители-расцепители (§ 5-12), включенные последовательно с главными контактами. Они плавятся и размыкают цепь при больших токах и при этом, кроме того, расцепляют механизм свободного расцепления, отключающий все полюса.
