смена изображений
 
 

Классификация электрических аппаратов

 

Классификация ЭАП → Основные определения

1.  Основные  определения  и   классификация электрических  аппаратов
1.1. Основные определения
Электрическими аппаратами (ЭА) называются электро технические устройства для управления. потоками энергии и информации, режимами работы, контроля и защиты техни ческих систем и их компонентов [1].
Электрические аппараты служат для коммутации, сигнали зации и защиты электрических сетей и электроприемников, а также управления электротехническими и технологическими установками и находят исключительно широкое применение в различных областях народного хозяйства: в электроэнергетике, в промышленности и транспорте, в аэрокосмических системах и оборонных отраслях, в телекоммуникациях, в коммунальном хозяйстве, в бытовой технике и т. д. При этом в каждой из областей диапазон используемой номенклатуры аппаратов очень широкий. Можно определенно сказать, что не существует области, связанной с использованием электрической энергии, где бы не применялись электрические аппараты.
В основе функционирования большинства видов электрических аппаратов лежат процессы коммутации (включения и отключения) электрических цепей. К основным явлениям, сопровождающим работу всякого электрического аппарата, относятся: процессы коммутации электрических цепей, электромагнитные и тепловые процессы. Под электромагнитными процессами понимают электромеханические и индукционные явления, электромагнитные взаимодействия элементов аппарата и др.
Тепловые процессы оказывают непосредственное влияние на работу аппарата и зависят от режима работы аппарата. Установлены для электрических аппаратов три вида режимов работы:
—   длительный (в этом режиме при длительном прохождения тока аппарат нагревается до установившегося значения температуры);
—   кратковременный (в этом режиме при отключенном состоянии между отдельными включениями температура нагрева аппарата снижается практически до температуры окружающей среды);
—   повторно-кратковременный (температура нагрева за время паузы тока не успевает снизиться до температуры окружающей среды).
Два последних режима характеризуются относительной продолжительностью включения ПВ, %. Стандартные значе ния ПВ: 15; 25; 40; 60%.
1.2.  Классификация электрических аппаратов
Исключительно широкий диапазон областей применения электрических аппаратов определяет многообразие видов их классификации.
Электрические  аппараты  классифицируют  по  признакам:
1)   по величине рабочего напряжения — низковольтные (до 1000 В) и высоковольтные (более 1000 В);
2)   по величине рабочего или коммутируемого тока — слаботочные (аппараты управления, защиты, сигнализации) и сильноточные, используемые в силовых цепях;
3)   по выполняемой функции:
—   коммутирующие аппараты: выключатели, разъединители, контакторы, магнитные пускатели;
—   управления, защиты, сигнализации: реле различного типа, путевые и конечные выключатели (контактные и бескон-такные);
—   командные: кнопки управления, ключи, командоконтрол-леры и командоаппараты;
—   аппараты защиты: разрядники, плавкие предохранители. К электрическим аппаратам относят также пускорегулиро-
вочные сопротивления.
По признаку коммутации и элементной базы электри ческие аппараты разделяются на:
—   электромеханические
—   статические
—   гибридные.
Электромеханические аппараты отличаются наличием в них подвижных частей. Электромеханические аппараты имеют подвижную и неподвижную контактные системы, осуществляющие коммутацию электрических цепей.
Статические аппараты выполняются на основе силовых полупроводниковых приборов: диодов, тиристоров, транзисто ров, а также управляемых электромагнитных устройств: магнит ных усилителей, дросселей насыщения и др. Аппараты этого вида обычно относятся к силовым электронным устройствам, так как используются для управления потоками электрической энергии.
Гибридные электрические аппараты представляют со бой комбинацию электромеханических и статических аппа ратов.
По функциональному назначению различают:
- аппараты управления НИ и ВН;
- аппараты распределительных устройств низкого напряжения;
аппараты автоматики.
Электрические аппараты классифицируют также:
по напряжению: аппараты НН — низкого (до 1000 В) И аппараты ВН — высокого (от единиц до тысяч кило-ольт) напряжения;
ПО значению коммутируемого тока: слаботочные ап параты (до 5 А) и сильноточные (от 5 А до сотен кило-ампер);
по роду тока: постоянного и переменного;                   
по частоте источника питания: аппараты с нормальной (до 50 Гц) и аппараты с повышенной (от 400 Гц до 10 кГц) частотой;
по роду выполняемых функций: коммутирующие, регу лирующие, контролирующие, измеряющие, ограничивающие ПО току или напряжению, стабилизирующие;
—   по исполнению коммутирующего органа: контактные и бесконтактные (статические), гибридные, синхронные, без дуговые.
1.3.  Аппараты  высокого  напряжения
Аппараты   высокого   напряжения  по   функциональному признаку делятся на следующие виды:
—   коммутационные аппараты (выключатели, выключатели на грузки, разъединители);
—   измерительные аппараты (трансформаторы тока и напря жения, делители напряжения);
—   ограничивающие аппараты (предохранители, реакторы, раз рядники, нелинейные ограничители перенапряжений);
—   компенсирующие аппараты (управляемые и неуправляемые шунтирующие реакторы);
—   комплектные распределительные устройства.
К электрическим аппаратам относят также различные виды датчиков, имеющих законченное конструктивное исполнение. Назначением большинства датчиков, относящихся к электри ческим аппаратам, является преобразование параметров раз личных по природе физических величин в электрические сиг налы информационного характера. Такие датчики широко ис пользуются   в  различных  системах  автоматического  управления.
1.4. Электрические аппараты управления
Электрические аппараты управления предназначены для управления режимом работы электрооборудования и подразделяются на следующие виды:
—   контакторы;
—   пускатели;
—   контроллеры;
—   электрические реле управления;
—   командоаппараты;
—   рубильники;
—   электромагниты управления
—   электроуправляемые муфты.
Контакторы служат для многократных включений и отключений электрической цепи при токах нагрузки, не превышающих номинальный, а также для редких отключений при токах перегрузки (обычно 7—10-кратных по отношению к номинальному). Род тока определяет конструктивные особенности контакторов. Поэтому контакторы переменного и постоянного токов обычно не взаимозаменяемые. Однако имеются контакторы, совмещающие в себе возможности коммутации как постоянного, так и переменного токов.
Пускатели предназначены для включения и отключения двигателей и отличаются от контакторов в основном наличием встроенной системы, осуществляющей защиту двигателей от токов перегрузки.
Контроллер — это электрический аппарат с ручным управлением, предназначенный для изменения схемы подключения электродвигателя к системе электропитания, а также для коммутации обмоток трансформаторов.
Электрические реле управления работают в схемах автоматического управления электроприводами. Коммутируемые токи не превышают 10 А, и поэтому дугогасительные устройства в них не применяются.
Командоаппараты предназначены для переключений в цепях управления силовых электрических аппаратов (контакторов, пускателей).
Рубильники рассчитаны практически на весь диапазон номинальных токов. Отключение электрической цепи рубильником обычно производится в обесточенном состоянии или при небольших токах.
Электромагниты управления применяются в исполнительных механизмах различного промышленного назначения, а также в качестве самостоятельного функционального блока.
Электроуправляемые муфты предназначены для  передачи  потока  механической  энергии  или  крутящего  момента
ог ведущей части муфты к ее ведомой части.
В зависимости от рода связи между ведущей и ведомой
частями муфты подразделяются на три основных вида:
- электромагнитные муфты с механической связью;
-  электромагнитные порошковые муфты;
-  индукционные муфты.
1.5. Аппараты распределительных устройств
Аппараты распределительных устройств низкого на пряжения (до 1000 В) предназначены для защиты электрооборудования от различных аварийных режимов, связанных с появлением токов перегрузки и короткого замыкания, недо-пустимого снижения напряжения, появлением токов утечки  на землю при повреждении изоляции, обратных токов и т. п.). Эти аппараты подразделяются на автоматические выключатели и низковольтные предохранители.
Автоматические выключатели (автоматы) включают ся и отключаются относительно редко. Автоматы на разные номинальные токи способны отключать большие токи короткого замыкания (до 150 кА). При этом отключение происходит с выраженным токоограничивающим эффектом. Автоматы имеют обычно сложные контактно-дугогасительные устройства.
Низковольтные предохранители служат для защиты электрооборудования от больших токов перегрузки и токов короткого замыкания. Различают предохранители с открытой плавкой вставкой, закрытые (плавкая вставка размещена в патроне) и предохранители с наполнителем, в качестве которого используется кварцевый песок, мел и др.
1.6.  Электрические аппараты автоматики
Электрические аппараты автоматики — это технические средства, с помощью которых выполняются различные операции с сигналами (получение и сбор, считывание, формирование, обработка, преобразование, адресование, сравнение, хранение, размножение, изменение уровня, логические операции и т. п.), если хотя бы один из сигналов (на входе или выходе аппарата) электрический [1].
Соответствующие операции с неэлектрическими или электрическими сигналами выполняются в тракте переработки информации.
Сигналом называется воспринимаемая или передаваемая аппаратом   информация  о  вещественном   или  энергетическом параметре. Под вещественным параметром понимают размер, плотность, цвет и т. п. Под энергетическим параметром — скорость, давление, температура, напряжение, ток, сокр, КПД.
Сигналы могут быть периодическими и непериодическими, непрерывными и дискретными.
Тракт переработки информации включает, как правило, следующие устройства:
—   первичные преобразователи (датчики), преобразующие контролируемую (входную, как правило, неэлектрическую) величину в выходной электрический сигнал;
—   распределители (коммутаторы), распределяющие информацию в виде электрических сигналов по различным каналам связи;
—   сумматоры, логические элементы, регулирующие органы, обрабатывающие информацию, поступающую по различным каналам (входам) в виде электрических сигналов и вырабатывающие команду (сигнал) для исполнительных устройств;
—   исполнительные аппараты.
К последнему типу устройств относятся собственно электрические реле автоматики, электрогидровентили, электрогидрокраны, электроклапаны, магнитные опоры и подвесы, задвижки и др.
Электричекие реле автоматики — это устройства для защиты электрических систем, сетей и цепей, а также других объектов от несанкционированных режимов работы; для выработки сигналов, оповещающих о приближении нештатных ситуаций и об их наступлении; для усиления, размножения, обработки, кодирования и запоминания поступающей информации.
К разновидностям электрических реле автоматики относятся герконовые реле, основу которых составляют герметизированные магнитоуправляемые контакты (герконы), а также релейные аппараты с механическим управлением (входом) и электрическим выходом: кнопки, ключи, клавиатуры, тумблеры, микровыключатели.
 
 

 

 

 

Пожалуйста, поделитесь этим материалом с другими

 

Индекс цитирования