Элементы аппаратуры управления

В настоящее время наибольшее распространение на шахтах получили пускатели с контактными системами замыкания и размыкания силовых цепей. Наиболее важным и ответственным элементом таких пускателей является контактная система. От конструкции, материала и состояния контактов в значительной мере зависит надежность работы пускателя.

Контакты аппаратов изготовляются из твердотянутой меди; в аппаратах, предназначенных для длительной работы под нагрузкой, контактные поверхности их покрываются серебром; в аппаратах с большими токами нагрузки обычно применяют несколько пар контактов на одну фазу.

В процессе работы контакты нагреваются, так как по ним проходит ток и так как между контактами существует переходное сопротивление. Уменьшение переходного сопротивления достигается за счет применения материалов, у которых удельное сопротивление материала и окисной пленки примерно одинаковое (серебро, особые сорта латуни и бронзы), увеличения давления на контакты и площади соприкосновения.

Контакты делятся на: плоские — касание по плоскости (контакты рубильников, разъединителей), линейные — касание по линии (изогнутые контакты пускате- i лей и т. д.), точечные — касание в точке (плоская поверхность н полусферическая поверхность),

Наибольшее распространение получили линейные контакты изогнутой формы, позволяющей им при замыкании перекатываться друг по другу. При перекатывании, из-за t разных радиусов кривизны изгиба, они притираются друг к другу (увеличивается площадь соприкосновения); кроме того, при разрыве цепи образовавшаяся дуга не повреждает рабочую поверхность контактов. Такие контакты часто называют контакторными, так как они наиболее широко применяются в контакторах.

Для каждого аппарата в зависимости от размеров i контактов, их конструкции заводы указывают номинальный ток, который длительно может протекать через контакты, не перегревая их, и максимальный или разрыв- [ ной ток, который может надежно разрывать контактная [ система без повреждения аппарата.

Дугогасительные устройства предназначены для созидания условий, способствующих быстрому гашению электрической дуги. В дугогасительных устройствах различными способами добиваются уменьшения напряжения на [единицу длины дуги и уменьшения (или устранения) ионизации промежутка между размыкающимися контактами.

Основные способы гашения электрической дуги следующие:

1. Интенсивное охлаждение электрической дуги с уменьшением величины удельного напряжения на еденицу длины дуги за счет искусственного удлинения ее и I непосредственного контакта ее по всей длине с изоляционным материалом, обладающим высокой теплопроводностью. Удлинение дуги достигается применением воздушного, масляного или магнитного дутья. При применении воздушного или масляного дутья струя воздуха или трансформаторного масла под давлением направляется перпендикулярно к дуге. За счет интенсивной замены окружающей среды дуга охлаждается, уменьшается напряжение на единицу длины дуги — она быстро гаснет. Магнитное дутье создается катушкой» включенной последовательно с контактами и размещенной на мапштопроводе, полюса которого охватывают с боков пространство, где образуется дуга. Магнитное поле катушки выдувает дугу внутрь асбо-цементнон дугогасительной камеры (рис. 16.1).


Магнитное дутье в комбинации с дугогасительной камерой применяют на коммутационных аппаратах постоянного тока, иногда на выключателях переменного тока.

2. Рассечение электрической дуги на отдельные дуги, интенсивное охлаждение их. Этот способ осуществляется за счет многократного размыкания электрической цепи силовыми контактами и применения дугогасительных камер с деионными решетками (предложены русским ученым Доливо-Добровольским в 1912 г.). Такое устройство состоит из асбоцементной дугогасительной камеры (рис, 16.2), внутри которой закреплено большое количество стальных, омедненных изолированных друг от друга пластин 1. Дугогасительную камеру закрепляют над контактами аппарата переменного тока. При размыкании контактов 2 и 3 возникает дуга, которая под действием силы F, создающейся в результате взаимодействия проводника с током (электрической дуги) с магнитным потоком Фу смещенным в сторону стальных пластин, затягивается внутрь дугогасительной (деионной) решетки, рассекается на отдельные короткие горящие дуги с малыми потенциалами на концах, интенсивно охлаждаются и, при первом же переходе тока через нулевое значение, гаснут. Деионные решетки широко применяются во всех пускателях переменного тока.


3. Создание условий, исключающих ионизацию пространства между размыкающимися силовыми контактами. Конструктивно этот способ осуществляется путем размещения силовых контактов в камерах с высокой степенью вакуума.

Конструкции вакуумных выключателей уже разработаны и нашли применение в рудной промышленности. Для подземных выработок шахт таких выключателей пока нет, но научно-исследовательские институты ведут работу по их созданию.

Конструкция механизма включения и отключения пускателей играет существенную роль в вопросе обеспечения надежной и продолжительной работы контактной системы. Механизмы включения и отключения должны обеспечивать быстрое замыкание контактов, мгновенное отключение их, независимо от быстроты действия обслуживающего персонала, достаточное давление в местах соприкосновения подвижного и неподвижного контактов.

Механизм ручного включения и отключения устраивается так, что вначале усилие руки затрачивается на сжатие или растяжение промежуточной пружины до определенного усилия, а затем пружина осуществляет включение, прижатие пли отключение контактов с расчетной скоростью и силой.

В контакторах и магнитных пускателях включение происходит за счет силы притяжения якоря к неподвижному магнитопроводу, на котором закреплена катушка, питаемая электрическим током. Сила прижатия контактов и скорость включения и отключения рассчитываются и не зависят от обслуживающего персонала.

Механизм свободного расцепления используется для ручного включения автоматов. Это система рычагов, которая позволяет включать контакты вручную, а выключать— вручную и автоматически, даже в случае удержания рукоятки в положении «включено».

Простейший механизм свободного расцепления (рис. 16.3) состоит из системы рычагов 3, 4, 5, 6. Рычаг, к которому прикреплен подвижный контакт 2, постоянно возвращается в крайнее правое положение пружиной 9, а рычаги 3, 4, 5, в соединяются между собой шарнирно в точках Л, С, В. Для включения необходимо взвести механизм — поставить рычаги 4, 5 в положение, когда шарнир С будет находиться на линии АВ, а затем, повернув рукоятку по стрелке, прижать подвижный контакт 2 к неподвижному 1. В случае перегрузки линии сердечник 8 электромагнита 7 ударяет в шарнир С, в результате шарнир поднимается выше прямой линии АД. Под действием отклоняющей пружины 9 автоматический выключатель выключается даже тогда, когда рукоятка будет удерживаться человеком в положении «включено».

Имеются и другие конструкции механизмов свободного расцепления, по принцип их работы такой же.

Блокировочные устройства, предназначенные для предотвращения неправильных действий обслуживающего персонала, могут быть механическими и электрическими.

Механические устройства осуществляют блокировку между крышкой пускателя и рукояткой выключателя или разъединителя таким образом, что крышку пускателя невозможно открыть при включенной рукоятке, а также невозможно включить рукоятку при открытой крышке.


В ручных пускателях со штепсельным выводом (ПРВ-3 н др.) предусматривается еще блокировка, не дающая возможности вынуть и вставить штепсельную вилку при положении рукоятки «Включено», а также включить рукоятку при вынутой штепсельной муфте.

В магнитных пускателях предусмотрена механическая блокировка между кнопкой «Стоп» на пускателе и рукояткой разъединителя. Эта блокировка не дает возможности выключить разъединитель при ненажатой кнопке «Стоп».


В реверсивных пускателях между контакторами «Вперед» и «Назад» устраивается механическая блокировка, не дающая возможности включить контактор «Вперед при включенном контакторе «Назад», и наоборот. Перечисленные выше блокировки предохраняют обслуживающий персонал от ненамеренных нарушений общепринятых правил обслуживания рудничного оборудования.

Блокировки достигаются с помощью различных механических устройств. К примеру, в пускателях ПВИ блокировки осуществляются следующими механическими устройствами. На рис. 16.4 показана блокировка валика 3 рукоятки разъединителя с толкателем 4 кнопки «Стоп». При ненажатой кнопке «Стоп» блокировочная тяга своим штифтом 2 входит в фигурный вырез валика рукоятки разъединителя 3 и не дает возможности повернуть рукоятку в положение «Выкл.» (на рисунке по часовой стрелке). При нажатии на толкатель 4 тяга со штифтом 2 переместится влево, контакты кнопки / разомкнутся (если контактор пускателя был включен — он выключится) и рукоятку разъединители 3 можно ловер нуть в положение «Выкл.» (кнопка «Стоп» останется а нажатом положении).