Назначение и классификация электрических аппаратов

Электрическим аппаратом называют электротехническое устройство, предназначенное для регулирования, контроля и защиты источников электрической энергии и электрических приемников, а также для контроля и регулирования различных электрических процессов. По назначению их подразделяют на аппараты оперативного отключения (включения), защитные — аварийного отключения (включения), пускорегулирующие и контролирующие.

Оперативные аппараты служат для подключения или отключения определенной установки обслуживающим ее персоналом. Такие аппараты часто называют коммутирующими. К ним относят различные рубильники, выключатели, контакторы и т. д. Защитные аппараты аварийного отключения служат для ограничения амплитуды аварийных токов и длительности их протекания. В результате воздействия таких токов перегреваются обмотки электрических машин, шины, кабели и другие токопроводы, нарушается электрическая изоляция, обгорают и плавятся контактные поверхности электрических аппаратов. Динамические удары вызывают повреждение шин, изоляторов, обмоток электрических машин, реакторов, трансформаторов. К защитным аппаратам относят различные автоматические выключатели и плавкие предохранители. Выключатели снабжены необходимым приводом (ручным или электрическим) и дугогасительным устройством, обеспечивающим гашение электрической дуги, возникающей между контактами при их размыкании. Пускорегулирующие аппараты предназначены для осуществления пуска, регулирования частоты вращения, напряжения и тока электрических машин. К ним относятся контакторы, пускатели, командоконтроллеры.

Контакторы представляют собой оперативные аппараты с дистанционным управлением, предназначенные для частых включений и отключений электрических цепей как без тока, так и при номинальных токах нагрузки. Они в отличие от автоматических выключателей не имеют устройств для контроля значения тока.

Командоконтроллеры имеют сравнительно большое число контактов, замыкаемых и размыкаемых в определенной последовательности при повороте вала. Привод вала может быть дистанционный или ручной.

Контролирующие аппараты служат для контроля за работой электрических устройств. В случае нарушения установленного режима работы они подают электрические сигналы или воздействуют на органы, управляющие данным устройством. К ним относятся различные регуляторы и реле (защитные реле, реле тока, напряжения, времени, тепловые реле и т. д.). Они имеют дистанционное управление и не имеют системы дугогашения.

Защитные реле срабатывают при возникновении аварийных режимов и подают сигнал на отключение силовой цепи соответствующим выключателям или на систему сигнализации.

Токовые реле срабатывают при определенном значении тока, превышающем заданный ток трогания, и приходят в исходное состояние при токах, меньших тока отпускания. В таких реле предусматривается возможность регулирования токов срабатывания и отпускания. Токовые реле могут быть электромагнитные и тепловые. Тепловые реле реагируют на температуру нагрева биметаллического элемента, обтекаемого током контролируемой цепи. Такие реле часто встраивают в автоматические выключатели и аппараты, предназначенные для оперативного дистанционного управления работой электродвигателей и других электрических потребителей.

Реле напряжения контролируют уровень напряжения в сети. Они срабатывают и возвращаются в исходное состояние при определенных значениях напряжения.

Реле времени представляют собой аппараты, позволяющие создать регулируемую выдержку времени между моментом подачи напряжения на катушку реле и моментом размыкания (замыкания) контактов. Основным отличием таких реле является наличие механизма выдержки времени (электромагнитного, теплового или часового).

В системах управления часто применяют промежуточные реле. Эти реле имеют одну катушку управления и несколько пар контактов, разомкнутых или замкнутых в исходном состоянии. Такие реле осуществляют логические операции управления включением и отключением различных электрических аппаратов, находящихся в разных цепях. Разъединители являются аппаратами оперативного отключения, предназначенными для видимого разрыва электрической цепи при отсутствии тока. Они включаются, как правило, последовательно с основным оперативным аппаратом и выполняют вспомогательные функции, в частности обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала на обесточенных цепях.

Разъединители рассчитываются на полный номинальный ток цепи и не имеют дугогасительных устройств.

Все контактные аппараты имеют следующие основные части: контактную систему и привод. Во многих таких аппаратах имеется также система дугогашения.

В бесконтактных электрических аппаратах эти элементы могут полностью или частично отсутствовать, поскольку в них используется иной принцип ограничения и отключения тока (без механического разрыва).