Биметаллические автоматы защиты (АЗР, АЗС и АЗФ)

Введение

Классификация сетей по назначению.

Классификация сетей по электрическим параметрам

Классификация сетей по способу и числу проводов передачи

электроэнергии.

Классификация сетей по системе распределения электрической

Требования, предъявляемые к электросетям.

Аппаратура защиты.

Токовая защита

Биметаллические автоматы защиты

Электроснабжение и система распределения. Схемы

Распределения. Защита эл/оборудования.

Самолетные системы электроснабжения состоят из первичных (основных) и вторичных (вспомогательных) систем. Первичные энергосистемы получают электроэнергию от первичных источников постоянного или переменного тока, вторичные — в результате преобразования первичной энергии (по роду тока и напряжению) с помощью электромашинных или статических преобразователей.

Классификация сетей по назначению.В зависимости от назначения отдельных участков сеть подразделяют на распределительную и питательную. Часть сети, по которой электроэнергия передается от ее источников к центральным распределительным устройствам и от них к распределительным устройствам, называют распределительной (магистральной), а по которой поступает питание РУ непосредственно к потребителям, — питательной.

Классификация сетей по электрическим параметрам, т. е. классификация по роду тока и значению напряжения бортовой сети.

Сети постоянного тока напряжением 27 В и трехфазного переменного тока напряжением 208/120 В стабильной частотой 400 Гц получили преимущественное распространение в первичных энергосистемах. Во вторичных энергосистемах применяют в основном

сети трехфазного, однофазного переменного тока напряжением 36 к 115 В, а также постоянного тока низкого напряжения 27 В.

Классификация сетей по способу и числу проводов передачи

электроэнергии. Основными являются схемы переменного трехфазного тока и постоянного тока с использованием корпуса самолета в качестве нулевого или минусового провода. Возможны и такие схемы передачи электроэнергии, как одно, двухпроводные, смешанные для постоянного и переменного однофазного тока, двух-трех и четырех проводные для переменного трехфазного тока.

При однопроводной передаче к каждому источнику и потребителю подводится лишь плюсовый провод. Она позволяет уменьшить массу проводов примерно на 40% (недостаток — большая вероятность коротких замыканий).

В двухпроводной передаче к каждому потребителю подводят прямой и обратный провода. Такая передача применяется редко из-за увеличения массы проводов. В некоторых случаях применяют смешанные передачи, когда сеть в основном выполнена однопроводной, и только на отдельных участках ее, где невозможно обеспечить надежный контакт минусового провода с корпусом, прокладывают два провода. Трехпроводная передача с заземленной силовой нейтралью находит основное применение в энергосистемах трехфазного переменного тока. Четырехпроводную схему передачи

с нулевым проводом используют редко, так как экономичнее в качестве нулевого провода использовать корпус.

Классификация сетей по системе распределения электрической

энергии. Применяют следующие схемы распределения электрической энергии: централизованную, смешанную, децентрализованную, раздельную (автономную). Первые три системы предусматривают параллельное включение источников энергии.

Централизованная система характеризуется тем, что в ней всяэнергия от источников питания подается к одному ЦРУ, а затем от его шин распределяется между отдельными потребителями.

Смешанная система распределения позволяет сократить массу сети предыдущей системы. Для этого всю энергию от источников питания подают к ЦРУ, расположенному поблизости от силовых

потребителей, получающих энергию непосредственно от него

Остальную энергию от шин ЦРУ распределяют по групповым РУ, распределительным коробкам (РК), электрощиткам (ЭЩ) и панелям управления, обеспечивающим питание и управление отдельных потребителей.

Децентрализованная система распределения характеризуется тем, что энергию от источников электроэнергии подводят не к одному ЦРУ, а к шинам нескольких ЦРУ, расположенным рядом с генераторами. От каждого ЦРУ энергия поступает к ближайшим

потребителям непосредственно или через РУ, расположенным в кабинах экипажа, или в местах группового расположения потребителей. Децентрализованную систему используют широко.

В раздельной системе распределения каждый источник энергии подключают на отдельную сеть, к которой присоединяют группу потребителей. Ее применяют, когда невозможна параллельная работа источников энергии.

Максимальной надежности и живучести системы электроснабжения достигают кольцеванием питания ЦРУ наиболее ответственных РУ и потребителей и многоканальной передачей электроэнергии, т. е. такой, при которой на наиболее важных участках передачу выполняют не по одному проводу, а по двум и более параллельным проводам.

Требования, предъявляемые к электросетям. Помимо общих технических требований к авиационному электрооборудованию, к электросетям предъявляют ряд дополнительных:

обеспечение надежного снабжения электроэнергией потребителей;

обеспечение защиты радиооборудования и магнитных приборов

от помех, возникающих при работе агрегатов электрооборудования или вызванных электростатическими зарядами;

обеспечение высокого качества электроэнергии, получаемой

Электропровода. Для ВС они отличаются повышенными электрическими и механическими свойствами и стойкостью к действию топлива и масла. Провода подразделяют на низко и высоковольтные. К низковольтным относятся медные луженые многожильные бортовые провода БПВЛ с 5,.еч = 0,35ч-95 мм2 с виниловой изоляцией в лакированной оплетке из хлопчатобумажной пряжи (БП — хлопчатобумажная пряжа, В — винипласт, Л — лаковое покрытие) и типа ПБТЛ (Т — термостойкий, оплетка провода пропитана специальным антисептическим составом, позволяющим использовать провод в тропических условиях). Широко применяют провода типа ПТЛ с 5сеч = 0,35ч-70 мм2 с теплостойкой изоляцией из фторопласта и в оплетке из стекловолокна, пропитанного кремнийорганическим лаком, допускающим нагрев до 200—250 °С.

Помимо теплостойкости, немаловажным свойством для авиационных проводов является механическая прочность и эластичность изоляции. Таким проводом является провод типа БИН (бортовой, износоустойчивый, нагревостойкий), имеющий несколько слоев изоляции и оплеток из фторопласта и стеклоткани со специальной лакировкой поверхности провода и термообработкой.

Кроме медных проводов, находят применение и алюминиевые типов БПВЛА с S,.(.4 = 35ч-95 мм2 и ПТЛА. Они в 3 раза легче медных, однако большое электрическое сопротивление и потеря механической прочности при нагреве ограничивают широкое их использование. Поэтому их применяют в основном для прокладки распределительных сетей, имеющих большое сечение,

К высоковольтным проводам относятся ПВЛ (П — провод, В — высоковольтный, Л — лакированный), ПВСТУ (С — в оплетке из стекловолокнистой пряжи с изоляцией из фторопласта, Т — термостойкий, У — усиленный). Высоковольтные провода выпускаются с 5Сеч=1,3 мм2. Их применяют для монтажа сетей высокого напряжения, например для высоковольтных сетей системы зажигания и радиотехнических устройств. В цепях, создающих сильные радиопомехи, используют те же типы проводов, но с металлической оплеткой — экранировкой (к марке добавляется буква Э (экранированный).

Провода монтажные с пленочной изоляцией и повышенной

теплостойкостью типа ТМ-250 имеют с 5Сеч = 0,35ч-6 мм2. У них токопроводящая жила из медных проволок, луженных оловом, изоляция из пленки фторопласта. Провода предназначены для работы при температуре от —60 до +250 °С и рабочем напряжении до 250 В.

Провода МОГ (монтажные, особо гибкие) имеют токонесущую жилу из медной проволоки с 5064 = 0,3 и 0,5 мм2 и изоляцию из шелковой лакоткани в обмотке, закрытой оплеткой из капрона.

Провода служат для передачи электрической энергии от неподвижных частей к возвратно-поступательным и поворотным частям блоков аппаратуры при работе в диапазоне температур от —60 до +60 °С. Токопроводящая медная жила обмотана хлопчатобумажной пряжей и четырьмя слоями лент из шелковой лакоткани, поверх которых накладывается обмотка из капрона, подклеенная клеем БФ-2 к оплетке.

Провода монтажные с волокнистой и полихлорвиниловой изоляцией для монтажа в приборах и электроустройствах предназначены для работы при температуре от —50 до +70°С.

Совершенствовать монтажные провода стремятся улучшением качества их изоляции. Она должна быть легкой, тонкой, устойчивой к внешним воздействиям, гибкой и вместе с тем упругой, что позволяет ограничить резкие изгибы жилы. Большое значение придают износоустойчивости и негорючести. Этим требованиям удовлетворяют новые бортовые провода марок БИН, БИФ. Они рассчитаны на диапазон температур 0—250 °С, их с 5сеч = 0,24-2,5 мм2.

Для трехфазного тока выпускают трехжильные кабели, у которых три изолированных провода имеют общую изоляцию.

Провод БПДО с 5Сеч = 0,2ч-70 мм2 с двухслойной изоляцией, облегченный, с медной жилой. Провод БПДОЭ с 5сеч = 0,2ч-1,5; 2; 4; 6; 10; 16 мм2 экранированный. Провод БПДОА с 5сеч = 35; 95 мм2 не с медной жилой, а с алюминиевой. Эти провода рассчитаны на рабочую температуру от —60 до + 150°С. Провода БПДО легче и качественнее. Они заменяют провода БПВЛ. На самолете Як-42 замена проводов БПВЛ на БПДО дала уменьшение массы почти на 300 кг.

Провода ПТЛ-200 и ПТЛЭ-200 сечениями 10; 16 мм2 теплостойкие, с медной луженой жилой, изоляцией из фторопласта,в лакированной защитной оболочке из стекловолокна (Э — экранированный). Они рассчитаны на рабочую температуру от —60 до + 200 °С.

Провод БПГРЛ с 5Сс-ч = 0,35ч-1,0 мм2 изгибоустойчивый, бортовой авиационный провод с изоляцией из кремнийорганической резины в защитной лакированной оплетке. Рассчитан на рабочую температуру от —60 до + 105°С.

Провод ПВТФ-2 с 5,;еч = 0,5; 1,5 мм2 высоковольтный теплостойкий, с фторопластовой изоляцией. Рассчитан на рабочую температуру от —60 до +200 °С.

Аппаратура защиты. Система защиты электросети должна автоматически отключать только те ее участки, на которых ток увеличился сверх допустимого значения. Для этого защита должна иметь:

селективность (избирательность), т. е. способность отключить только поврежденный участок так, чтобы остальные работали нормально;

быстродействие — минимальное время между возникновением аварийного режима и срабатыванием защиты. Чем меньше время, тем меньше воздействие недопустимых по значению токов и меньше их разрушительное действие. На короткое замыкание защита должна реагировать немедленно, на перегрузку — с некоторой задержкой времени; инерционность, под которой подразумевается ее свойство не реагировать на кратковременные допустимые перегрузки (например, при пуске электродвигателей); высокую чувствительность — способность реагировать на аварийные режимы в начале их возникновения и в то же время не реагировать на случайные отклонения параметров сети;

надежность, которая определяется надежностью самого аппарата и сети.

Токовая защита. Различают два вида токовой защиты сети:

максимально токовую и дифференциально токовую.

Максимально токовая защита реагирует на абсолютное значение тока. Она отключает цепь при прохождении по ней тока, превышающего максимально допустимое значение. Осуществляется такая защита тепловыми аппаратами: предохранителями — стеклянный плавкий предохранитель (СП), тугоплавкий предохранитель (ТП), инерционно-плавкий предохранитель (ИП) и биметаллическими автоматами защиты (АЗй, АЗС и АЗФ). Их свойства отражает ампер-секундная характеристика аппарата — зависимость времени срабатывания аппарата защиты от значения тока перегрузки. Критическим током аппарата защиты называют наименьший ток, при котором срабатывает аппарат защиты. Номинальный ток аппарата защиты (0,8ч-0,5)/кр≫т указывают в его паспорте. Такая зависимость токов взята для предотвращения ложного срабатывания защиты при изменении условий окружающей среды или разбросе параметров аппаратов.

Тепловой характеристикой потребителя называют зависимость времени нагрева потребителя до предельно допустимой температуры от тока, протекающего по нему. В идеальном случае амперсекундная характеристика аппарата защиты должна совпадать с тепловой характеристикой потребителя или проходить несколько ниже ее.

Предохранители СП выпускают в закрытом исполнении.

Они рассчитаны на номинальные токи 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30 и 40 А. На токи до 3 А плавкий элемент изготовляют из калиброванной медной проволоки, на токи 5 — 10 А — из серебряной проволоки, на токи 15 — 40 А — из цинковых пластин.

Предохранители ТП изготовляют на номинальные токи 200, 300,400, 600 и 900 А. Выпускают их в закрытом исполнении. Чувствительный элемент изготовляют в виде штампованной медной полосы с ослабленным сечением и асбоцементным покрытием. Газы, выделяющиеся из асбоцемента, способствуют улучшению гашения дуги, возникающей при срабатывании предохранителя. Предохранители ТП малоинерционны.

Предохранители ИП рассчитаны на номинальные токи 5, 10, 15, 20, 30, 35, 50, 75, 100, 150 и 240 А. Выпускают их в закрытом исполнении. В таких предохранителях плавкий элемент состоит из двух частей: латунной полоски и припоя. При больших перегрузках и токах короткого замыкания перегорает латунная полоска. При небольших, но длительных перегрузках температура нагревательного элемента повышается и тепло передается медной пластинке, выполняющей роль инерционного элемента. По достижении определенной температуры припой, удерживающий скобу, размягчается, скоба оттягивается пружиной и цепь разрывается. Предохранители ИП, имея значительную выдержку (при 2 /ном в течение 1,3—2,3 мин, при 7 /ном от 2 до 10 с), защищают цепи потребителей с большим пусковым током — главным образом электродвигателей, у которых /пуск = (З-т-8)/ном.

Малогабаритные предохранители выпускают с визуальным наблюдением его исправности. При срабатывании такого предохранителя из его корпуса под действием пружины выскакивает кнопка.

Малогабаритные малоинерционные предохранители: ПМ-0,5; -1; -2; -7,5; -10; -15; -20; -25; -30; -40; -50; -75; -100; -125; -150. Ток перегорания предохранителя типа ПМ составляет 1,21—1,37 от номинального.

Малогабаритные инерционно-плавкие предохранители: ПИ-2, -5,-10, -20, -30, -40, -50, -75, -100, -150, -200, -250, -400. Предохранитель ПИ-400 применяется только в цепях постоянного тока.

Плавкие предохранители из-за недостатков (одноразовость действия, трудность обнаружения неисправности предохранителя и замены его в полете, непостоянство характеристик и невозможность их проверки) нередко заменяются на биметаллические автоматы защиты.

Биметаллические автоматы защиты (АЗР, АЗС и АЗФ)

объединяют в одной конструкции выключатель и защитное устройство, заменяющее предохранитель. Они имеют хорошую чувствительность и обладают быстродействием при отключении токов короткого замыкания. Их рукоятка позволяет не только управлять автоматом защиты, но и дает индикацию его состояния. Чувствительным элементом автоматов защиты является биметаллическая пластина, по которой проходит ток защищаемой цепи. Если ток больше допустимого, пластина прогибается, нажимает на узел расцепления и отключает цепь. Автоматы имеют отключение автоматическое и ручное, но включение только ручное. При автоматическом срабатывании повторное включение автомата возможно после охлаждения биметаллической пластины. Для того чтобы продолжить работу жизненно важных потребителей, повторного включения некоторых автоматов достигают принудительным удерживанием ручки во включенном положении. Автоматы АЗР, имеющие специальный механизм расцепления управления контактами, этого делать не позволяют.

Автомат защиты сети АЗС включается с помощью поворота

рычажной рукоятки . При этом пружина, помещенная внутри рукоятки, сжимается, а каретка нижним концом рычажной рукоятки перемещается, преодолевая возвратную пружину . Как только поршень рукоятки перейдет на вторую половину двуплечего рычага с подвижным контактом , под действием разжимающейся пружины он замкнет контакты. Одновременно защелка каретки попадает на зуб, приваренный к биметаллической пластине, обеспечивая удержание контактов в замкнутом положении. АЗС работает не только как автомат защиты, но и как обычный выключатель. Если рабочий ток превысит допустимое значение, то нагретая биметаллическая пластина прогнется вниз, освобождая защелку. Под действием возвратной пружины каретка переместится влево и переведет рычажную рукоятку в крайнее правое положение. Контакты разомкнутся.

Нажатие на рычажную рукоятку АЗС позволяет удерживать защищаемую цепь во включенном состоянии независимо от перегрева биметаллической пластины. Такой режим иногда используется для обеспечения включенного состояния некоторых ответственных потребителей (органов управления самолетом). Однако АЗС можно устанавливать только в цепях, безопасных в пожарном отношении.

Заключение

Дата добавления: 2018-05-01; просмотров: 255; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!