Elektrické přístroje definice.:
EPř je zařízení používané v elektrických obvodech: • k jištění a obsluze elektrických rozvodů, pohonů, spotřebičů (spínací a jistící přístroje) ; • k měření elektrických veličin ; • k využití silových účinků elektrického proudu. ( velmi obsáhlý sortiment elektrických zařízení (EZ) ).
1
~
4
3
2 Obr.1 Schéma elektrického obvodu 1 - zdroj ( baterie, generátor, síť apod.) 2 - spojovací vedení (vodiče, kabely, troleje apod.) 3 - spotřebiče (žárovky, topidla, motory, počítače, t apod.) 4 - ovládací, spínací a jistící člen (vypínač, pojistka apod.) tzv. Elektrický spínací přístroj (ESPř)
1
Rozdělení EPř podle funkce: - spínací , které dle působení dále dělíme na : - nesamočinné - (spínače, vypínače, odpínače, odpojovače - samočinné (stykače, relé, jističe, vypínače se spouští a pod.); -řídící, spouštěcí, regulační (zabezpečují další požadované funkce) - jistící, chrání EO a okolí před účinky poruchových stavů: - přetížení (pojistky; jističe , relé); - přepětí (bleskojistky) - ohrožení zdraví osob, zvířat a majetku (chrániče) - spojovací pro trvalé spojení (svorkovnice, zásuvky, apod.) - měřící (měřící přístroje a jejich příslušenství); - ostatní (odporníky, tlumivky, elektromagnety apod).
ESPř slouží k : • požadovanému připojení a zapojení spotřebiče, popř. rozvodu • jištění spotřebiče popř. rozvodu (proti nadproudům) • řízení funkcí a činností • měření elektrických i neelektrických veličin (zvláštní skupina tzv. Měřící přístroje a systémy
2
Základní stavy ESPř: uP ≠ 0
i=0
VYPNUTO
ZAPÍNÁNÍ
uP = 0
i≠ 0
ZAPNUTO
VYPÍNÁNÍ
Elektrický oblouk • průvodní jev při vypínání (přerušování) elektrického obvodu protékaného proudem, nebo i při jeho zapínání (vn a vvn)
• výboj v plynném prostředí • čtvrté skupenství hmoty - PLAZMA neutrální atomy a molekuly se změní na elektrony a ionty a plyn se stává elektricky vodivý
3
Základní vlastnosti elektrického oblouku: • elektrická vodivost (108 A/m2); • vysoká teplota (104 ÷ 106 K); • intenzivní záření; • nelineární charakteristika.
Zhášení elektrického oblouku: • Obvody stejnosměrného proudu: - intenzivním ochlazováním (změna odporu ROBL v důsledku zmenšování jeho průřezu) - prodloužením jeho délky, - rozdělením na úseky • Obvody střídavého proudu: - samovolné zhášení - obnovení izolačního stavu při průchodu proudu nulou
4
Kontakty (základní prvek) u ESPř: Označování ve schématech (grafické značky) 3 1 11 13 4 Z zapínací
2 V vypínací
14 P přepínací
- opotřebení kontaktů - míra životnosti a funkčnosti ESPř, (úbytek materiálu na A - kráter, nános materiálu na K) materiály kontaktů (mechanicky a tepelně odolné) : - neušlechtěné - nejčastěji Cu a jeho slitiny (bronz, mosaz) - poloušlechtěné - spékané materiály (slinuté kovy, W, Ni, Cu, Ag, C),
Přístroje jistící - pojistky ČSN EN 60269-1,2,3,4 (35 4701) značka ve schématech
• definice: Přístroje, které přetavením určených částí (tavných vložek) přeruší obvod ve kterém jsou zapojeny, pokud proud pojistkou přesáhne po určitou dobu stanovené hodnoty. • účel: K jištění rozvodu nebo EZ před nadproudem, který by mohl způsobit jejich poškození popř. úraz.
5
Základní funkce pojistky: •- Přerušení obvodu - přetavení drátku, v tavné vložce , teplo vznikající průchodem proudu Rp .....odpor pojistkové vložky • tt
• Q = R p . ∫ i k2 . d t
tt .....doba tavení vložky
0
•Omezení zkratového proudu v obvodu za pojistkou ( v důsledku rychlého působení v 1. půlperiodě zkratového proudu)
Přístroje jistící - pojistky •Rozsahy vypínání a kategorie užití •Označuje se písmennými znaky na tavné vložce „g“ … tavné vložky mohou vypínat všechny nadproudy (v celém rozsahu vypínací schopnosti)
„a“ … tavné vložky mohou vypínat pouze část nadproudů (zkratové proudy > 1,4 IN)
„G“ … určeno pro všeobecné užití „M“ … určeno pro jištění motorových obvodů „Tr“ … určeno pro jištění transformátorů „R“ … určeno pro jištění polovodičů „F1“ … určeno pro jištění kabelových vedení
6
Přístroje jistící - pojistky •
Jmenovitá vypínací schopnost pojistky: Hodnota předpokládaného proudu, kterou je schopna tavná vložka přerušit. (Udává výrobce v TD)
• Rozdělení pojistek podle obsluhy: Pojistky určené pro kvalifikovanou obsluhu (dříve pro průmyslové použití) Pojistky určené pro nekvalifikovanou obsluhu (dříve pro domovní a podobné účely)
– zajištění ochrany před
nebezpečím úrazu elektrickým proudem a nezaměnitelnost tavných vložek
Vypínací charakteristika pojistek tv [s]
Vypínací charakteristiky výkonových pojistek: střední 1) - velmi rychlá aR hodnoty 2) - pomalá gF tolerančních 3) - pomalorychlá gTF pásem 4) - pomalá gT 5) - zkratová (přístrojová aM)
104 1000 100
5
10 1 1
0,1
2 3
1
10
4 100
I .. proud tekoucí pojistkou INPOJ …jmenovitý proud pojistky
7
Přístroje jistící - jističe (ČSN EN 60898 +A1) značky ve schématech, Označení F (FA) Nová značka
Starší značky
definice: • Mechanické spínací přístroje se schopností spínání, přenášení a vypínání proudu obvodu za normálních i abnormálních podmínek (např. při zkratu).
Přístroje jistící - jističe •vypnutá poloha - stabilní klidová poloha •zapnutá poloha – působením mechanické síly od - ručního ovládacího elementu - ovládací cívky (mechanicky pomocí ovládacího elementu popř. zapínací cívkou) a jsou v ní drženy pomocí volnoběžky.
Síla na vypnutí je vyvozena od pružiny. Popud k vypnutí (k vybavení volnoběžky) je opět mechanicky a to : buď ručně , nebo od spouští popř. cívky elektromagnetu.
8
Přístroje jistící - jističe • Funkce jističe Jištění (rozpojením)výkonového obvodu a zařízení zapojených za jističem před poškozením při poruše – nadproudu • Základní vybavení - nadproudová spoušť - zkratová spoušť - přídavná zařízení (ovládací cívky, pomocné kontakty)
Přístroje jistící - jističe Charakteristiky podle nové normy ČSN EN-60.898
Minuty
B - rychlá, C - normální D - motorová
nadproudová spoušť Vypínací doba
Zkratové spoušťě
Sekundy
A
B
C
D
Násobek jmenovitého proudu jističe Obr.
Vypínací charakteristiky jističů
9
Přístroje jistící - proudové chrániče ČSN IEC755, ČSN EN 61008
• def.: Je to elektrický ochranný prvek který detekuje a vyhodnocuje tzv. reziduální (rozdílový) proud v pracovních vodičích vůči přednastavené hodnotě a vypíná obvod při překročení přednastavené hodnoty • Reziduální proud : efektivní hodnota výsledného vektoru okamžitých hodnot proudů tekoucích hlavním obvodem proudového chrániče.
Přístroje jistící - proudové chrániče pojistky
Proudový chránič
spínací mechanismus
Součtový transformátor
vybavovací relé
SPOTŘEBIČ
10
Přístroje jistící - proudové chrániče • Provedení PCH z hlediska počtu pólů: – 2 pólové - určení pro 1 fáz. spotřebiče připojené na L a N – 4 pólové - určení pro 3 fáz. spotřebiče, připojené na L1, L2, L3, N
•
Provedení PCH z hlediska zpoždění vypnutí - bez zpoždění ( určen pro všeobecné použití) G - s prodlouženým vypínacím časem (tvmin=10 ms) S - selektivní s prodl. vypínacím časem (tvmin=40 ms)
Přístroje jistící - proudové chrániče
• Provedení s ohledem na citlivost (druh proudu):
AC .. citlivost na střídavý proud A .… citlivost na střídavý a pulzující stejnosměrný proud B … citlivost jako A a na ss reziduální proudy vzniklé při usměrňování
11
Přístroje jistící - proudové chrániče
• PCH nejistí před nadproudy (přetížením a zkraty • PCH není schopen vyhodnotit dvoupólové spojení (dotyk) mezi pracovními (fázovými) vodiči)
Elektrické přístroje spínací
•
samočinné spínače - stykače, pomocná a časová relé
•
nesamočinné spínače - ovládače (otočné, stiskací) - mezní spínače (mechanické, teplotní, tlakové, rychlostní apod.)
12
Elektrické přístroje spínací - stykače •Základní výkonový spínací prvek Hlavní kontakty
1 3 5
2 4 Z
Z Z
6
Pomocné Ovládací Z – Zapínací kontakt kontakty cívka (pracovní) V – vypínací kontakt 13 21 A1 (klidový)
14 22 Z
A2
V
Hlavní kontakty – spínají přenášený elektrický výkon Pomocné kontakty - blokování, signalizace
Elektrické přístroje spínací - stykače
Kategorie použití stykačů s ohledem na jejich životnost : AC-1 Neinduktivní nebo slabě induktivní zátěž, (např. odporové pece) AC-2 Motory s kotvou kroužkovou, spouštění a reverzace chodu AC-3 Motory s kotvou nakrátko AC-4 Motory s klecovým rotorem, spouštění, reverzace AC-11 Elektromagnety (cívky stykačů, břemenové)
13
Elektrické přístroje spínací - relé Pomocná relé Pomocné kontakty
11
13
23 31
14
24 32
Ovládací cívka
A1 A2
Z
P
V
- konstrukčně obdobné stykačům, - obsahují pouze pomocné kontakty. - nejsou určeny ke spínání elektrického výkonu). - často i provedení přepínacího kontaktu (P)
Časová relé - časové zpoždění mezi připojením (odpojením) ovládací cívky a přítahem (odpadem) kotvy elektromagnetu spojené s kontakty. - možnost nastavení zpoždění, - provedení bývá elektromechanické ( hodinový strojek) nebo elektronické.
Spínací přístroje Pomocné kontakty
P
Z
- časová relé Pomocné kontakty
Ovládací cívka (OC)
P
V
V
1 0
V
1 0
Z
1 0
Z
1 0
OC
1 0
OC
1 0
zpoždění
Z
Ovládací cívka (OC)
V
zpoždění
a) es zpožděným přítahem b) se zpožděným odpadem Obr. Konfigurace a tabulka spínání časového relé
14
