В качестве коммутирующих аппаратов распределительных устройств напряжением 230 и 400 в передвижных станций служат рубильники, пакетные выключатели и установочные автоматы.

Рубильник представляет собой трехполюсный аппарат закрытого исполнения (рис. 1, а), устанавливаемый на панели Щита, или открытого исполнения (рис. 1, б), устанавливаемый за щитом и управляемый дистанционной тягой с помощью рукоятки, смонтированной на лицевой стороне панели щита управления. Трехполюсный рубильник состоит из подвижных ножей и неподвижных контактов, смонтированных на щитке, который выполняют из изоляционных материалов (шифера, асбошифера, гетинакса и др.). Подвижные контактные ножи в нижней части шарнирно закреплены в контактных стойках, а в верхней — связаны общей траверсой из изолирующего материала.

При разрыве электрической цепи между ножами рубильника и губками неподвижных контактов возникает электрическая дура, выделяющая большое количество тепла, разрушающего контактные поверхности ножей и губок. Чем больше сила тока в разрываемой рубильником цепи, тем больше дуга. Поэтому для предохранения контактов от разрушения дугой ножи мощных рубильников снабжены искрогасительными контактами.

Рубильники, устанавливаемые на панели щита управления, закрыты металлическим кожухом, обитым изнутри листовым асбестом толщиной 1-2 мм. Рубильники открытого исполнения с дистанционным управлением снабжены металлической тягой, соединяемой с установленным на панели приводом, при помощи которого осуществляется управление рубильником.

В распределительных устройствах передвижных станций небольшой мощности (до 30 ква) в качестве отключающих аппаратов применяются пакетные выключатели.

Пакетный выключатель ПК (рис. 2) состоит из подвижных контактов, укрепленных на оси с пружиной и помещенных внутри карболитовых пакетов с вмонтированными в них неподвижными контактами. На выходящий из пакетов конец оси выключателя надета рукоятка, при повороте которой пружина натягивается. Под действием взведенной пружины ось поворачивается и с большой скоростью замыкает или размыкает контакты выключателя. Для быстрого гашения дуги в пакетном выключателе имеются фибровые шайбы, которые при воздействии на них высокой температуры дуги разлагаются, выделяя газы, способствующие разрыву и гашению дуги.

В распределительных устройствах передвижных станций применяются выключатели двухполюсного или трехполюсного исполнения.

Рубильники и пакетные выключатели являются ручными неавтоматическими аппаратами, для оперирования которыми в

Необходимых случаях требуется непосредственное вмешательство операторов. Для автоматического размыкания электрических цепей при оперативных переключениях, а также при -перегрузках

и коротких замыканиях в распределительных устройствах станций применяют специальные аппараты автоматического действия, в частности автоматы серии А.

Установочный автомат А-3100 (рис. 3) состоит из контактной системы, дугога-сящего устройства и механизма управления, смонтированных в общем пластмассовом корпусе с крышкой. Подвижные контакты укреплены на контактодержателях, соединенных с медными выводными шинами при помощи пакета листов холоднокатаной меди шириной 12 мм и толщиной 0,2 мм. Неподвижные контакты припаяны к медным шинам, уложенным на дно основания и снабженным зажимами для присоединения к линии.

Для предохранения от разрушающего воздействия дуги рабочие поверхности контактов покрыты металло-керамическими накладками. Применение накладок из металлокерамики намного увеличивает продолжительность работы контактов, а следовательно, и межремонтные сроки работы автомата.

Подвижный и неподвижный контакты каждого полюса автомата разделены пластмассовыми перегородками и заключены в съемные дугогасительные каме-пы 9. Каждая камера состоит из нескольких стальных пластин, закрепленных на фибровом каркасе так, что между ними образуются узкие, расходящиеся кверху щели. При отключении автомата образовавшаяся на его контактах дуга благодаря магнитному полю, создаваемому током дуги, втягивается в пространства между пластинами дугогасительных устройств (решеток), дробится на ряд мелких дуг и, интенсивно охлаждаясь о поверхность пластин, быстро гасится. Автоматы изготовляют с ручным управлением.

Держатели подвижных контактов соединены с общим стальным изолированным валиком 5 и через пружинный механизм при помощи рычагов — с рукояткой. Механизм управления автомата обеспечивает замыкание и размыкание контактов с постоянной скоростью, не зависящей от скорости движения рукоятки, а также необходимое нажатие в контактах и автоматическое отключение при перегрузках и коротких замыканиях.

По положению рукоятки управления определяют, включен или отключен автомат. Если рукоятка находится в верхнем положении, автомат включен, если в среднем (промежуточном) и нижнем — отключен. Причем среднее положение рукоятка занимает в том случае, если отключение произошло автоматически. Для восстановления включенного положения аппарата после автоматического отключения необходимо рукоятку опустить в нижнее положение (в положение «отключено»), ввести в зацепление рычаги механизма, а затем поднять рукоятку до крайнего верхнего положения.

Автоматическое отключение аппарата А-3100 производит специальное устройство — расцепитель, встроенный в отдельный пластмассовый корпус и устанавливаемый под крышкой автомата.

Расцепители могут быть только с тепловым элементом или только с электромагнитным, а также комбинированными. Комбинированный расцепитель (рис. 4) состоит из теплового и электромагнитного элементов, устанавливаемых в каждом полюсе автомата. Тепловой элемент служит для защиты электроустановки от токов перегрузки, а электромагнитный — от токов короткого замыкания.

Тепловой элемент состоит из биметаллической пластинки, которая под воздействием проходящего через нее тока нагревается, изгибается и поворачивает отключающую рейку механизма управления, в результате чего происходит отключение-автомата. При этом автомат отключится независимо от того, возникла ли перегрузка в одной или нескольких фазах. Автомат реагирует на перегрузку свыше 35% номинального тока.

Чем больше ток перегрузки, тем быстрее сработает тепловой элемент и отключится автомат. Так, при перегрузке около 40%-автомат отключится в течение 50-55 мин, а при перегрузке 80-100% — в течение 30-90 сек.

Электромагнитный элемент состоит из якоря, удерживаемого возвратной пружиной, и сердечника магнитопровода, внутри которого расположена шина рабочего тока. При протекании по шине номинального тока создаваемое в магнитопро-воде магнитное поле настолько незначительно, что не может преодолеть противодействующее усилие пружины, и якорь со храняет свободное положение.

В момент возникновения между фазами короткого замыкания якорь соответствующего данному полюсу электромагнитного элемента, втягиваясь (под влиянием сильного магнитного поля, вызванного током короткого замыкания), воздействует на общую для всех полюсов рейку и, поворачивая ее, отключает все три полюса автомата. Основные детали расдепителя укреплены на основании из пластмассы.

Автоматы А-3100 выпускаются на номинальные токи от 50 до 600 а. Они могут быть без расцепителей, с одним или двумя разделителями. Автоматы без расцепителей служат в качестве обычных коммутирующих аппаратов. При наличии расцепителей номинальный ток автомата определяется номинальным током уставки расщепителя, настроенного зайодом.

В распределительных устройствах передвижных станций применяются и другие автоматы (АП-50, АП-2020 и т. д.). Они работают так же, «аж автоматы А-3100, и отличаются от последних конструкцией, размерами и номинальным током.

Автоматы совмещают в известной мере функции рубильника и предохранителя, так как, являясь коммутирующими анпарата-ми, одновременно служат и в качестве защитных аппаратов. Они применяются в распределительных устройствах электростанций мощностью свыше 50 ква (ПЭС-60, ПЭС-100, ДЭС-200 и ДР-) — В электростанциях небольшой мощности защита отдельных частей и всей установки осуществляется с помощью конструктивно простых и достаточно надежных аппаратов — предохранителей.

Предохранителем называют электрический аппарат, в котором при определенной силе протекающего через него тока расплавляется (перегорает) плавкая вставка, и, таким образом, размыкается электрическая цепь, благодаря чему электрооборудование на защищаемом предохранителем участке предохраняется от воздействия опасных для него токов перегрузки или короткого замыкания. Работа предохранителя основана на тепловом действии электрического тока.

Размыкающим элементом предохранителя является его плавкая вставка, состоящая из металлической проволоки или тонкой ленты. Плавкие вставки предохранителей изготовляют из свинца, цинка или меди, а также из сплавов этих металлов. Наиболее широко распространены плавкие вставки из меди.

Предохранители характеризуются номинальным напряжением и номинальным током.

Номинальное напряжение предохранителя соответствует наибольшему номинальному напряжению цепей, в которых разрешается применение данного предохранителя. Так, предохранители, имеющие маркировку 500 в, можно использовать в цепях напряжением 500 в и ниже.

Номинальным током плавкой вставки называется наибольший ток, который способна выдержать вставка в течение неограниченно долгого времени.

Но минальным током предохранителя называется длительный ток, на который рассчитан предохранитель (патрон, контактные ножи, и стойки). На патроне указывается номинальный ток, соответствующий наибольшему номинальному току плавких вставок, предназначенных для данного предохранителя. Так, в патроне предохранителя на номинальный ток 600 а может быть установлена плавкая вставка на номинальный ток не выше 600 а.

В распределительных устройствах станций применяются открытые пластинчатые, а в последнее время — преимущественно закрытые пробочные или трубчатые предохранители.

Пластинчатый предохранитель (рис. 5, а) представляет собой щиток из изоляционного материала с укрепленными на нем латунными кулачками, снабженными зажимными болтами для крепления плавких вставок. Кулачки и плавкая вставка каждой фазы отделены огнестойкой перегородкой, препятствующей при перегорании вставки перебросу дуги на соседние фазы. Плавкая вставка состоит из нескольких медных облу-женных проволочек, ‘припаянных к латунным пластинкам (наконечникам) с вырезами для крепления вставки на кулачках.

Щиток с пластинчатыми предохранителями закрыт кожухом из огнестойкого материала для защиты -персонала при перегорании плавкой вставки от частиц расплавленного металла, а также для предотвращения пожара.

Пластинчатые предохранители изготовляли на силу тока до 200 а и широко применяли в распределительных устройствах передвижных станций, выпускавшихся до 1956 г., которые, однако, в большом количестве эксплуатируются и в настоящее время. Пластинчатый предохранитель имеет ряд существенных недостатков. Основные из них- опасность случайного прикосновения к частям предохранителя, находящимся под напряжением, и возможность ожогов персонала каплями расплавленного металла при перегорании плавкой вставки.

Пробочный предохранитель (рис. 5, б) состоит из фарфоровой колодки с контактами и резьбовой пробки с заключенной в ней плавкой вставкой.

Колодка закрыта крышкой. Ток проходит через линейный контакт сети к контактному винту, а затем через плавкую вставку и гильзу к линейному контакту и далее в линию потребителя.

Пробочные предохранители с резьбой Ц-27 рассчитаны на силу тока 6-25 а, а с резьбой Ц-33 -на 10-60 а. Предохранители с резьбой Ц-27 применяются главным образом для защиты осветительных сетей. Для защиты силовых цепей служат пробочные предохранители с резьбой Ц-33.

Предохранитель ПР (рис. 5, в) состоит из изолирующего основания с контактными стойками и фибровой трубки с контактными ножами. Контактные ножи укреплены на концах фибровой трубки с помощью латунных колпачков. К внутренним частям ножей присоединена болтами плавкая вставка, выполненная в виде пластины с участками сужения.

Материалом для изготовления плавких вставок служит цинковый сплав с температурой плавления около 420°С. При увеличении силы тока в защищаемой предохранителем электрической цепи сверх номинальной плавкая вставка перегорает одновременно во всех суженных местах и разрывает электрическую цепь. Возникающая при этом дуга быстро гаснет под влиянием газов высокого давления. Газы высокого давления (до 100 кГ/см2) образуются в фибровой трубке патрона вследствие разложения фибры при воздействии на ее стенки высокой температуры дуги.

Патроны предохранителей ПР не имеют наполнителя, их плавкие вставки окружены воздухом, что увеличивает длительность дугового процесса при перегорании вставки и поэтому ухудшает характеристику предохранителя, а также уменьшает срок его службы.

Более совершенным предохранителем является закрытый предохранитель ПН с наполнителем.

Предохранитель ПН (рис. 5, г) состоит из контактных стоек и заполненного кварцевым песком патрона с контактными ножами. Патрон представляет собой фарфоровый корпус с цилиндрическим отверстием, закрытый в торцах металлическими крышками 21, несущими контактные ножи. К внутренним частям контактных ножей приварена (точечной сваркой) плавкая вставка.

Плавкая вставка состоит из одной, двух или трех штампованных медных ленточек толщиной 0,15-0,2 мм. В некоторых предохранителях ПН (например, в предохранителях ПН-2, выпускаемых Курским электроаппаратным заводом) плавкая вставка изготовляется из двух или трех ленточек одинаковых размеров, но разной толщины, что существенно улучшает характеристику предохранителя.

Для улучшения характеристики предохранителя ПН в центре каждой ленточки (в перешейке между выштампован-ными отверстиями) вставки наплавлен оловянный шарик. Оловянный шарик предназначен для снижения температуры плавления элементов плавкой вставки предохранителя. При нагреве плавкой вставки до температуры плавления олова шарик плавится и его молекулы, проникая в медь, образуют сплав, температура плавления которого намного ниже температуры плавления меди. Патрон предохранителя заполнен чистым сухим (влажность не более 0,05%) кварцевым песком, содержащим не менее 99% кварца (размер крупинок кварца должен быть около 0,5 мм).

В крышках патрона ПН имеются Т-образные выступы, служащие для установки патрона в контактных стойках и извлечения из них при помощи специальной съемной ручки, вырезы которой соответствуют выступам крышек. Контактные стойки представляют собой медные пластины, снабженные пружинящими кольцами 19, обеспечивающими надежный контакт ножей патрона с губками контактных стоек.

Патроны ПН выпускаются на номинальные токи 100; 250; 400; 600 и 1000 а с плавкими вставками на 25 а и выше.

В распределительных устройствах передвижных станций применяются предохранители и других конструкций, но они мало отличаются от описанных выше предохранителей.

Плавкие вставки предохранителей выпускаются на следующие номинальные токи: 4; 6; 10; 15; 20; 25; 35; 45; 60; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 300; 350; 400 и 600 а.

При расчетном токе, например, 50 а плавкую вставку предохранителя следует выбирать на номинальный ток 60 а.

2. Номинальный ток плавкой вставки /н.в должен быть равен пусковому току /п, уменьшенному в 2,5 раза для защищаемого участка линии, если к ней присоединен один короткозамк-нутый электродвигатель, или быть несколько больше.