4-11. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СЕРИЙ УНИВЕРСАЛЬНЫХ И УСТАНОВОЧНЫХ АВТОМАТОВ
а) Общее направление развития
Прежде всего надо выяснить, обосновано ли наличие разных серий, сконструированных на принципах, заложенных в конструкциях универсальных и установочных автоматов. Единственное принципиальное отличие этих серий заключается в том, что установочные автоматы в отличие от универсальных имеют пластмассовую оболочку (корпус и крышку), закрывающую весь аппарат и разделяющую перегородками пространство, занятое отдельными полюсами. Когда в США впервые появились автоматы на большие токи в пластмассовых оболочках, они имели только одно исполнение (максимальный расцепитель, ручное управление) и поэтому не могли заменить универсальных автоматов, имевших многочисленные исполнения с разными расцепителями, приводами и другими приставками. Однако в автоматы с пластмассовыми оболочками в США стали добавлять разные приставки, и они смогли выполнять почти все функции универсальных автоматов. Сравнение величии номинальных токов и разрывной способности лучших автоматов разных серий, отнесенных к единице объема (§ 4-16), показывают, что у автоматов в пластмассовых оболочках при том же объеме номинальный ток приблизительно в 2,5 раза, а разрывная способность в 2 — 10 раз больше, чем у универсальных автоматов (без пластмассовых кожухов). Отсюда вытекает, что надо отдать предпочтение развитию конструкции в пластмассовых оболочках. Однако в настоящее время затруднительно и неэкономично делать пластмассовые корпуса и крышки для автоматов на номинальные токи больше 600—1 000 а из-за необходимости применять очень прочную, дугостойкую и хорошо текучую пластмассу. Кроме того, для этого необходимо иметь мощные прессы и делать дорогие прессформы при сравнительно небольшом выпуске. В дальнейшем при условии разработки новых сортов пластмасс и развития их производства можно ожидать, что и автоматы на токи 1 500—12 500 а будут выпускаться с пластмассовыми корпусами.
Недостатком установочных автоматов является также затруднительность осмотра и ремонта на месте монтажа, так как ради компактности контакты выполнены малодоступными и являются несменяемыми." Однако в настоящее время для обеспечения бесперебойности питания энергией и сокращения времени ликвидации аварий принято делать автоматы на штепселях. В этом случае вышеуказанный недостаток установочных автоматов не имеет существенного значения.
Нельзя совершенно строго делать полное разграничение описанных двух серий. При конструировании может быть принят ряд промежуточных решений. Однако очевидной является целесообразность внедрения моментного включения, хорошей изоляции полюсов и металлокерамических контактов, впервые примененных в установочных автоматах.
Основные требования к новым конструкциям
В настоящее время ввиду расширения применения электроэнергии и повышения мощностей установок требуется иметь исполнения автоматов, пригодные для работы при напряжении 660 в, частотах до 2 500 Гц, температурах среды от —50° С до +85° С, вибрациях и сильных ударных сотрясениях и большой влажности.
Автоматы на номинальные токи 630, 1000, 1 600, 2 500 а должны быть рассчитаны для работы в сетях с действующим значением симметричной составляющей тока короткого замыкания величиной, по меньшей мере, 25, 40, 50, 60 кА (первый пик тока соответственно 60, 80, 100, 120 кА).
Защита при коротком замыкании должна обеспечить не меньше трех зон селективного отключения при наибольшей выдержке времени около 0,6 сек. Желательно иметь разные защитные характеристики. Например, у автоматов фирмы ДЖИИ серии АК-1 при токе, равном 4,8 тока уставки, самые быстродействующие расцепители (с обратно зависимой от тока выдержкой времени) имеют выдержку времени, регулируемую в пределах 11—26 сек, а самые инерционные имеют мaксимальную уставку 100 сек. Точность выдержки времени при этом токе ±35% [Л. 4-38].
Автоматы на токи до 200—600 а желательно выполнять так, чтобы они допускали повышенное число включений (до 50 000) и имели повышенную электрическую износоустойчивость контактов, чтобы могли работать- в качестве ручных пускателей короткозамкнутых асинхронных двигателей (в режиме включения шестикратного тока и отключения номинального тока).
Номенклатура расцепителей должна быть увеличена. В частности, требуется иметь расцепитель минимального напряжения с выдержкой времени, чтобы при АПВ на стороне высокого напряжения автомат не отключался. Желательно снизить потребление энергии электромеханическим приводом.
Целесообразно сделать автомат так, чтобы он собирался из нескольких легко сменяемых блоков, что ускоряет ремонт. Новые автоматы серии К фирмы АЙ-ТИ-И (США) на токи 225, 600, 1 600 а |Л. 4-37] имеют шесть легко сменяемых блоков. Вследствие этого возможно, например, в течение нескольких минут превратить исполнение с ручным приводом в исполнение с электромеханическим.
в) Перспективы развития отечественных серий автоматов
Автоматы серии AM хотя и имеют достаточную разрывную способность, но непригодны для встройки в современные промышленные распределительные устройства вследствие большой глубины, отсутствия втычного исполнения и большого места, требуемого для вывода шин, которые должны подводиться не сзади автомата, а к середине его. Вследствие этого габаритные размеры распределительного устройства с автоматами AM получаются большими. Автоматы АВ имеют очень малую разрывную способность и большие размеры. Поэтому в настоящее время разрабатывается новая серия на токи свыше 400—600 а с учетом вышеуказанных требований и общих принципов, изложенных в гл. 5. В частности, имеется в виду применить электромеханические приводы с аккумулированием энергии, моментное включение контактов и т. п.
Установочные автоматы A3100 в настоящее время имеют достаточно высокую разрывную мощность и малые размеры, но они недостаточно универсальны. В настоящее время ведется разработка новой конструкции с электромеханическим приводом, селективной защитой при коротком замыкании, требуемым набором расцепителей и т. п.
Следует отметить следующие факты из зарубежной практики в отношении автоматов в пластмассовых кожухах. Применение для корпусов вместо фенольной полиэфирной пластмассы со стекловолокном, имеющей большую ударную прочность, повышенную дугостойкость и хорошую прессуемость, позволило повысить разрывную способность автомата на ток 100 а фирмы Вестингауз (марка 75 модель HF) с 16 до 60 кА (действующее значение симметричной составляющей). В США применены плавкие предохранители-расцепители (§ 5-12), позволившие поднять разрывную способность всех величин автоматов на токи 100 а и выше до 80 кА (действующее значение симметричной составляющей). За рубежом необходимо иметь такие автоматы вследствие большого распространения кольцевых сетей низкого напряжения. В СССР такие сети не получили распространения.
В ЧССР выпускаются автоматы в пластмассовых кожухах с жидкостными расцепителями максимального тока (§ 5-7). Их существенным преимуществом является неизменность тока уставки при изменении температуры, но время срабатывания очень сильно зависит от температуры. По-видимому, более правильным решением является применение расцепителей с выдержкой времени, создаваемой при прохождении воздуха через малое отверстие. Выпускаемые за рубежом установочные автоматы не обеспечивают селективной защиты при коротких замыканиях. В СССР выполнение этого требования считается обязательным для новых конструкций.
