При производстве электротехнических работ на высоковольтных линиях, при подключении мощных потребителей электрической энергии и промышленного оборудования электромонтажник неизбежно сталкивается с таким устройством, как контактор. У профессионала нет сомнений для чего нужен контактор и какие функции он выполняет, но человеку далекому от электротехники или только начинающему познавать электрическую специальность рано или поздно приходится столкнутся с этим понятием. Контактор – прибор очень удобный, но, чтобы понять для чего он нужен придется немного разобраться.
Что такое контактор и для чего он нужен
В электрических сетях постоянно приходится включать или выключать различные нагрузки или управлять их работой. Как мы знаем, в быту для этих целей существуют механические выключатели и рубильники. Но у таких устройств есть весьма ограниченный ресурс износостойкости, а для больших электрических систем, управление с помощью механических рубильников является неудобным и неэффективным способом. Именно поэтому был создан такой прибор, который имеет огромный ресурс работы, позволяет производить циклы включения и выключения до нескольких тысяч раз в час, а самое главное дает возможность управлять нагрузкой дистанционно. Простыми словами это выключатель.
Контактор – это электромагнитное устройство, предназначенное для частых включений и выключений электрических цепей дистанционным способом.
Электромагнитные контакторы применяются во всех сферах нашей жизни. Они включают уличное освещение, управляют отключением высоковольтных линий электропередачи, линий транспортных систем (трамвайных, троллейбусных, железнодорожных), широко применяются в строительстве и промышленности для запуска мощных силовых установок, двигателей, машин и другого оборудования.
Более того, такие коммутационные устройства применяются и в жилых домах для различных целей, таких, например, как включение электрообогревательных приборов или водонагревателей, для управления вентиляционными установками, водопроводными или канализационными насосами. Прогресс не стоит на месте и на данный момент системы умного дома под управлением контакторов или групп таких приборов уже постепенно входят в жизнь обычных людей.
Огромную роль эти устройства играют в электробезопасности и, как следствие, предотвращении пожаров от возгорания электрооборудования или силовых линий.
Данные приборы имеют ряд преимуществ перед различными модульными приспособлениями:
- Могут подключаться к любой сети;
- Имеют компактные размеры;
- Абсолютно бесшумны в работе;
- Могут использоваться при высоких мощностях и больших токах;
- Легкие в эксплуатации и просты в монтаже;
- Могут работать в любых условиях.
Устройство и назначение частей и механизмов
Ствол (рис. 1) служит для направления полета пули. Внутри ствол имеет канал с четырьмя нарезами, вьющимися слева вверх направо. Нарезы служат для придания пуле вращательного движения. Промежутки между нарезами называются полями, расстояние между двумя противоположными полями — калибром ствола.
В казенной части канал ствола гладкий, имеет форму гильзы; эта часть канала ствола называется патронником. Переход от патронника к нарезной части канала ствола называется пульным входом.
Снаружи ствол имеет резьбу на дульной части, основание мушки, газовую камеру, соединительную муфту, колодку прицела и на казенном срезе вырез для зацепа выбрасывателя.
Сообщение газовой камеры с каналом ствола производится через газоотводное отверстие.
Рисунок 1. Ствол
а
– общий вид;
б –
казенная часть в разрезе.
1 – колодка пицела; 2 — соединительная муфта; 3 — газовая камера; 4 – газоотводное отверстие; 5 — основание мушки; 6 — резьба; 7 — патронник; 8 — выем для шпильки ствола; 10 — нарезная часть.
Ствольная коробка (рис. 2) служит для соединения частей и механизмов автомата, обеспечения закравания канала ствола затвором и запирания затвора. В ствольной коробке помещается ударно-спусковой механизм.
Рисунок 2. Ствольная коробка
1
— поперечный паз; 2 — продольный яяз; 3 — отгибы;
4 — направляющий выступ; 5 — перемычка; 6 — отражательный выступ;
7 — вырезы; 8 — защелка магазина
Крышка ствольной коробки (рис. 3) предохраняет от загрязнения части и механизмы автомата, помещенные в ствольной коробке.
Рисунок 3. Крышка ствольной коробки
1
— отверстие;
2
— ребра жесткости; 3 — ступенчатые вырезы
Прицельное приспособление (рис. 4) служит для наводки автомата при стрельбе по целям на различные расстояния и состоит из прицела и мушки.
Прицел состоит из колодки прицела, пластинчатой пружины, прицельной планки и хомутика.
Прицельная планка имеет гривку с прорезью для прицеливания и вырезы для удержания хомутика в установленном положении с помощью защелки с пружиной. На прицельной планке нанесена шкала с делениями от 1 до 10 и буквой «П». Цифры- шкалы обозначают соответствующую дальность стрельбы в сотнях метров, буква «П» — постоянную установку прицела, что соответствует прицелу 3. Для стрельбы ночью применяются ночные прицелы.
Рисунок 4. Прицельные приспособления
а — прицел; б — основание мушки;
1
— колодка прицела;
2 –
пластинчатая пружина;
3— прицельная планка; 4 — хомутик;
5 –
полозок с мушкой;
6 —
предохранитель мушки
Мушка ввинчена в полозок, который закрепляется в основании мушки. На полозке и на основании мушкинанесены риски, определяющие положение мушки.
Приклад и пистолетная рукоятка обеспечивают удобство стрельбы.
Затворная рама с газовым поршнем (рис. 5) предназначена для приведения в действие затвораи ударно-спускового механизма.
Рисунок 5. Затворная рама с газовым поршнем
1 — канал для затвора; 2 — предохранительный выступ; 3 –
выступ для опускания рычага автоспуска; 4 — паз отгиба ствольной коробки; 5- рукоятка; 6 – паз для отражательного выступа; 7 – фигурный выступ; 8 – газовый поршень
Затвор (рис. 6) служит для досыланияпатрона в патронник, закрывания канала ствола, разбивания капсюля и извлечения из патронника гильзы (патрона).
Рисунок 6. Затвор
а — остов затвора; б — ударник; в — выбрасыватель;
1
— ведущий выступ; 2 — отверстие для оси выбрасывателя; 3 — вырез для выбрасывателя; 4 — вырез для дна гильзы; 5 — боевой выступ; 6 — продольный паз для отражательного выступа; 7 — пружина выбрасывателя;
8 –
ось выбрасывателя;
9 —
шпилька
Возвратный механизм (рис. 7) предназначен для возвращения затворной рамы с затвором в переднее положение.
Рисунок 7. Возвратный механизм
1
— возвратная пружина; 2 — направляющий стержень; 3 — подвижной стержень; 4 — муфта
Газовая трубка со ствольной накладкой (рис. 
служит для направления движения газового поршня и предохранения рук от ожогов при стрельбе.
Рисунок 8. Газовая трубка со ствольной накладкой
1 — газовая трубка; 2 — направляющие ребра для газового поршня; 3 — передняя соединительная муфта; 4 — ствольная накладка; 5 — задняя соединительная муфта; 6 — выступ
Ударно-спусковой механизм (рис. 9) предназначен для спуска курка с боевого взвода или со взвода автоспуска, нанесения удара по ударнику, обеспечения ведения автоматического или одиночного огня, прекращения стрельбы, предотвращения выстрелов при незапертом затворе и для постановки автомата на предохранитель.
Ударно-спусковой механизм состоит из курка с боевой пружиной, замедлителя курка с пружиной, автоспуска с пружиной и переводчика.
Рисунок 9. Ударно-спусковой механизм
1-
курок; 2 — боевая пружина; 3 — спусковой крючок;
4
— шептало одиночного огня; 5 — пружина шептала одиночного огня; 6- автоспук;
7 —
пружина автоспуска; 8 — замедлитель курка, 9 — пружина замедлителя курка;
10 —
переводчик;
11
— оси
Курок с боевой пружиной предназначен для нанесения удара по ударнику. На курке имеются боевой взвод, взвод автоспуска, цапфы и отверстие для оси. Боевая пружина надета на цапфы курка и своей петлей действует на курок, а концами — на прямоугольные выступы спускового крючка.
Замедлитель курка служит для замедления движения курка вперед в целях улучшения кучности боя при ведении автоматического огня.
Спусковой крючок предназначен для удержания курка на боевом взводе и для спуска курка; шептало одиночного огня — для удержания курка после выстрела в крайнем заднем положении, если при ведении одиночного огня спусковой крючок не был отпущен.
Назначение автоспуска с пружиной — автоматическое освобождение курка со взвода автоспуска при стрельбе очередями, а также предотвращение спуска курка при незакрытом канале ствола и незапертом затворе.
Переводчик служит для установки автомата на автоматический и одиночный огонь или на предохранитель.
Цевье (рис. 10) служит для удобства действий с автоматом и для предохранения рук от ожогов.
Рисунок 10. Цевье
1
— упор для пальцев; 2 — металлическая прокладка; 3 — вырез; 4 — выступ
Магазин (рис. 11) предназначен для помещения патронов и подачи их в ствольную коробку.
Рисунок 11. Магазин
1-корпус; 2-крышка; 3-стопорная планка; 4-пружина; 5-подаватель; 6-опорный выступ;
7- зацеп
Штык-нож (рис. 12) присоединяется к автомату перед атакой и служит для поражения противника в рукопашном бою, а также может использоваться в качестве ножа, пилы (для распиловки металла) и ножниц (для резки проволоки).
Рисунок 12. Штык – нож
1
— лезвие; 2 — режущая кромка; 3 – отверстие;
4 –
пила; 5 — зацеп; 6 — ремень; 7 — защелка; 8 — предохранительный выступ; 9 — продольный паз; 10 — винт наконечника;
11
— рукоятка; 12 —- кольцо
Для ношения штыка-ножа на поясном ремне служат ножны
(рис. 13). При необходимости они используются вместе со штыком-ножом для резки проволоки.
Рисунок 13. Ножны
1 — подвеска с карабинчиками; 2 — пластмассовый корпус;
3 — упор; 4 — выступ-ось
Выводы:
1. Усвоение правил и требований мер безопасности обеспечивает безопасное обращении с оружием и проведения стрельб.
2. Огневая подготовка способствует обучению военнослужащих владению и применению штатного оружия для поражения целей в бою.
3. Знание огневой подготовки способствует военнослужащему успешно поражать цели на любых расстояниях.
4. Основным видом автоматического стрелкового оружия в вооруженных Силах ДНР является модернизированный автомат Калашникова.
Актуализация знаний студентов: вопросы.
1. Почему такое важное значение в армии имеет строевая подготовка?
2. Как определяется глубина строя?
3. Почему при поворотах строя названия флангов не изменяются? Обоснуйте свой ответ.
4. Какие команды подаются при управлении строем?
5. Какие команды отдаются предварительно и исполнительно?
Контрольные вопросы:
1. Расскажите о требованиях безопасности на занятиях по огневой подготовке?
2. Какие меры безопасности необходимо выполнять при обращении с оружием?
3. Расскажите об устройстве и назначении частей и механизмов АК.
Литература:
1. Смирнов А.Т., Хренников Б.О., Основы безопасности жизнедеятельности 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Смирнов А.Т., Хренников Б.О., под редакцией Смирнова А.Т. – 3-е издание.-, М., «Просвещение», 2016-351 с. Стр.314-329
Интернет-ресурсы:
https://studopedia.ru/
Устройство и принцип работы
Контактор – это двухпозиционный электромагнитный прибор, управление которым производится с помощью вспомогательной цепи электрического тока проходящего через катушки контактора. Во время прохождения электрического тока к сердечнику притягивается якорь, и группа контактов замыкается. В нормальном состоянии контакты в таком устройстве всегда разомкнуты – это важное правило для электробезопасности и удобства использования.
Если говорить простыми словами контактор – это выключатель при подаче напряжения на который его контакты замыкаются, и нагрузка включается, а при отсутствии напряжения на контакторе – он размыкает электрическую цепь.
Конструктивно этот электромагнитный выключатель состоит из системы блок-контактов, дугогасительной, контактной и электромагнитной систем.
Для тех, кто знаком с электрическими схемами и принципами работы выключателей данные схемы будут понятны. На катушку А1 – А2 подается вспомогательное напряжение, при этом для создания механического усилия и замыкания контактов втягивается соленоид и включает те контакты, которые необходимо. В зависимости от типа контактора и его конструкции он может включать как одну группу контактов, так и несколько одновременно или в определенной последовательности. Для того чтобы безопасно и быстро размыкать контактор в его конструкции присутствует пружина, посредством которой контакты, при отсутствии напряжения, мгновенно размыкаются.
Несмотря на то, что с виду этот прибор кажется очень сложным, а во многих случаях (при управлении силовыми линиями до 600В и токами до 1600А) большим по размерам в его конструкции все достаточно просто:
- группа контактов, выполненная из высококачественной меди;
- корпус из диэлектрических материалов;
- соединенная с электромагнитом напрямую контактная планка;
- электромагнитная катушка;
- дугогасительные элементы, которые необходимы при управлении большими токами.
Управление контактором производится с помощью вспомогательной цепи, напряжение которой должно быть ниже величины напряжения рабочего тока и может соответствовать 24, 42, 110, 220 или 380 В.
Назначение, устройство, классификация ГРП
Газорегуляторным пунктом (установкой) называется комплекс технологического оборудования и устройств, предназначенный для понижения входного давления газа до заданного уровня и поддержания его на выходе постоянным.
В зависимости от размещения оборудования газорегуляторные пункты подразделяются на несколько типов:
- газорегуляторный пункт шкафной (ГРПШ), в котором технологическое оборудование размещается в шкафу из несгораемых материалов;
- газорегуляторная установка (ГРУ), в которой технологическое оборудование не предусматривает наличие собственных ограждающих конструкций, смонтировано на раме и размещается на открытых площадках под навесом, внутри помещения, в котором расположено газоиспользующее оборудование, или в помещении, соединенным с ним открытым проемом;
- пункт газорегуляторный блочный (ПГБ), в котором технологическое оборудование смонтировано в одном или нескольких транспортабельных зданиях контейнерного типа;
- стационарный газорегуляторный пункт (ГРП), где технологическое оборудование размещается в специально для этого предназначенных зданиях, помещениях или открытых площадках. Принципиальное отличие ГРП от ГРПШ, ГРУ и ПГБ состоит в том, что ГРП (в отличие от последних) не является типовым изделием полной заводской готовности.
Газорегуляторные пункты и установки можно классифицировать следующим образом:
- по назначению: домовые и промышленные.
- по числу выходов: с одним и более выходами.
- по технологическим схемам: с одной линией редуцирования;
- с основной и резервной линиями редуцирования;
- с двумя линиями редуцирования, настроенными на разное выходное давление, и двумя резервными линиями;
- с четырьмя линиями редуцирования (две основные, две резервные), с последовательным редуцированием, с одним или двумя выходами.
ГРПШ-400, ГРУ-400, ПГБ-400 производства ООО «Газ-Сервис»
Что касается газорегуляторных пунктов и установок с основной линией редуцирования и байпасом, то согласно п. 44 «Технического регламента «О безопасности сетей газораспределения и газопотребления» в газорегуляторных пунктах всех видов и газорегуляторных установках не допускается проектирование обводных газопроводов с запорной арматурой, предназначенных для транспортирования природного газа, минуя основной газопровод на участке его ремонта и для возвращения потока в сеть в конце участка, что прямо запрещает использование байпасов.
Одним из вариантов замены газорегуляторных пунктов и установок с байпасом являются газорегуляторные пункты и установки с основной и съемной обводной (см. СОЛ) линиями. Конструктивно подобные изделия представляют собой двухниточный пункт, в котором одна линия (СОЛ) является съемной. СОЛ предназначена для подачи газа потребителям при проведении регламентных работ на основной линии либо для восстановления газоснабжения в случае аварии. По конструкции, составу и типу оборудования СОЛ полностью соответствует основной линии редуцирования. Кроме этого, СОЛ должна предусматривать подключение к ней сбросных и продувочных трубопроводов. Для перевозки СОЛ комплектуются съемными комплектами транспортировочных кронштейнов.
Газорегуляторные пункты и установки с двумя и четырьмя линиями редуцирования в свою очередь по технологической схеме подразделяются на:
- пункты и установки с последовательной установкой регуляторов;
- пункты и установки с параллельной установкой регуляторов.
По выходному давлению подразделяются на:
- пункты и установки, поддерживающие на выходах одинаковое давление;
- пункты и установки, поддерживающие на выходах разное давление.
Пункты и установки, поддерживающие на выходах одинаковое давление, могут иметь одинаковую и различную пропускную способность линий. Пункты с различной пропускной способностью применяются для управления сезонными режимами газоснабжения (зима/лето) либо для газоснабжения разных объектов.
Оптимус-7000 с СОЛ производства ООО «
СОЛ на базе РДНК-400 производства ООО «
Расположение входа/выхода у газорегуляторных пунктов зависит как от технических условий подключения, так и от типовых решений различных производителей. Бывают пункты с вертикальным и горизонтальным расположением входа и выхода, вход и выход могут быть расположены как с одной стороны изделия, так и на его противоположных сторонах. Для изделий со входом и выходом на противоположных сторонах различают «правое» и «левое» исполнения — по стороне, с которой поток газа поступает в газорегуляторный пункт.
В случае необходимости для отопления ГРПШ и ПГБ могут быть использованы различные методы обогрева. Отопление бывает электрическим, либо с помощью газовой горелки или конвектора, либо от внешнего источника тепла. Выбор его типа зависит от места установки и условий эксплуатации оборудования.
Газорегуляторные пункты могут содержать узел учета расхода газа (см. главу 10) и оборудование для дистанционного контроля и управления технологическими параметрами (телеметрии/телемеханики), которое из-за своей специфики и большого количества производителей в данной книге не представлено.
Рассмотрим устройство ГРП с основной и резервной линиями редуцирования. Основная линия редуцирования включает следующее последовательно соединенное трубопроводами оборудование: входное отключающее устройство 4, фильтр газовый 15, регулятор давления газа 14 с встроенным предохранительным запорным клапаном, выходное запорное устройство 17.
Фильтр газа осуществляет его очистку от механических примесей. Степень засоренности фильтра определяется с помощью индикатора перепада давления 16.
Регулятор давления газа осуществляет понижение давления до требуемого и сохраняет его неизменным вне зависимости от изменения входного давления и расхода газа.
Встроенный в регулятор предохранительный запорный клапан осуществляет перекрытие подачи газа в случае выхода давления (контролируемого через импульсный трубопровод 11) за верхний или нижний пределы его настройки.
Предварительная настройка параметров регулятора давления и предохранительного запорного клапана осуществляется через кран 7, для чего предварительно перекрываются краны 6 и 17. После настройки давление сбрасывается через трубопровод 2.
Резервная линия редуцирования идентична основной по составу технологического оборудования и служит для регулирования давления газа на период обслуживания или ремонта оборудования основной линии. Давление газа на входе обеих линий редуцирования контролируется через краны 10 с помощью манометров 8 на входе и 9 на выходе ГРП.
Для продувки газопровода основной и резервной линии служат трубопроводы 3.
Помимо запорного клапана, для защиты потребителя от повышения выходного давления сверх установленных значений в составе ГРП предусмотрена сбросная линия, предназначенная для сброса газа в атмосферу. Она состоит из трубопровода забора контролируемого давления с запорным устройством 13, предохранительного сбросного клапана 12, сбросного трубопровода 1. Подробное описание работы всех описанных устройств можно найти в соответствующих разделах.
При выборе газорегуляторных пунктов и установок базовыми являются рабочие параметры, обеспечиваемые регулятором давления газа (входное и выходное давление, пропускная способность), поэтому следует руководствоваться «Основными принципами выбора регуляторов». При этом не следует забывать , что выходные параметры пунктов и установок могут существенно отличаться от выходных параметров регуляторов. К примеру, максимальная пропускная способность пункта редуцирования газа определяется наименьшим из значений максимальной пропускной способности входящих в его состав регулирующей, запорной и защитной арматуры и фильтров газа.
Газорегуляторные пункты и установки, в том числе с узлами учета расхода газа изготавливаются на основании технического задания (опросного листа, см. стр. 1256). Справочные таблицы с основными характеристиками газорегуляторных пунктов и установок приведены на стр. 1246–1251.
Быстро и удобно подбор ПГРШ, ПГБ и ГРУ можно сделать с помощью бесплатных сервисов подбора на сайте www.gazovik-sbyt.ru в меню справа «Экспертный подбор». Работа сервисов подбора описана на стр. 1234–1235.
Газорегуляторный пункт(ГРП) с основной и резервной линиями редуцирования: 1, 3 — сбросные и продувочные трубопроводы; 2 — настроечная свеча; 4, 5, 6, 7, 13, 17 — запорная арматура; 8, 9 — манометр; 10 — кран шаровой для манометра; 11 — импульсный трубопровод; 12 — предохранительный сбросной клапан; 14 — регулятор давления газа с предохранительным запорным клапаном; 15 — фильтр газовый; 16 — индикатор перепада давления
Основные виды и типы контакторов
Для выполнения различных условий работы, задач и управления разными видами электрических систем и оборудования существуют контакторы с разнообразным функционалом.
По типу электрического тока коммутирующие устройства бывают:
- постоянного тока – предназначенные для коммутации сетей постоянного тока;
- переменного тока – работающие и выполняющие свою задачу в сетях переменного тока.
Управление этапами газораспределения
Современные модели двигателей претерпели значительные изменения, получив новые управляющие системы, в основе которых лежат микропроцессоры – так называемые ЭБУ. В сфере моторостроения основной задачей стало не только увеличение мощности, но и экономичность выпускаемых силовых агрегатов.
Повысить эксплуатационные показатели двигателей, снизив при этом расход топлива, удалось только с использованием систем контроля ГРМ. Двигатель с такими системами не только потребляет меньше топлива, но и не теряет в мощности, благодаря чему их стали использовать повсеместно при производстве автомобилей.
Принцип работы таких систем заключается в том, что они контролируют скорость вращения распределительного вала ГРМ. По сути, клапаны открываются немного раньше за счет того, что распредвал проворачивается в направлении вращения. Собственно, в современных двигателях распределительный вал больше не вращается относительно коленчатого вала с неизменной скоростью.
Основной задачей остается максимально эффективное наполнение цилиндров двигателя в зависимости от выбранного режима его работы. Такие системы отслеживают состояние двигателя и корректируют подачу топливной смеси: к примеру, при холостом ходе ее объемы сводятся практически к минимуму, поскольку топливо в больших количествах не требуется.
Характеристики контакторов
Для выбора правильного устройства для своих нужд, необходимо знать, какие характеристики бывают у такого типа приборов и чем они отличаются. Как правило, электромагнитные контакторы имеют следующие важные характеристики:
- Предельное и номинальное напряжение;
- Соотношение работы с различными автоматическими выключателями (защищающие от короткого замыкания);
- Параметры и типы регуляторов ускорений автоматических выключателей;
- Характеристика и тип сопротивлений;
- Тип и характер реле и расцепителей и других элементов в его составе.
В чём разница между контактором и магнитным пускателем
Очень часто контакторы путают с магнитными пускателями и это обоснованно, так как по сути это одно и то же. Данные типы устройств конструктивно выполнены практически идентично. Отличие же этих устройств в назначении: если контактор это моноблочный прибор, является выключателем и в основном служит для коммутации цепей, то электромагнитное реле (пускатель) в том числе выполняет защитную функцию, например, экстренно размыкая цепь при перегреве, и имеет в своем составе несколько контакторов, защитные устройства и управляющие элементы.
Принцип работы УДТ
В этой статье, для простоты изложения и понимания, я расскажу о устройстве и принципе работы УДТ в идеальных электрических цепях, в которых нет токов утечек. В тоже время, в электрических цепях электроустановок зданий всегда протекают токи утечки, которые могут вызвать ложные срабатывания УДТ. Для уменьшения вероятности ложных срабатываний устройств дифференциального тока их характеристики следует согласовать с характеристиками электрических цепей, которые подключены к УДТ. Харечко Ю.В. в 4 части терминологического словаря по низковольтным электроустановкам [4] детализирует это:
« В электрических цепях с нормальной (неповрежденной) изоляцией частей, находящихся под напряжением, всегда имеется ток утечки. Его величина в системах TN-C, TN-S, TN-C-S и TT ничтожна по сравнению с током замыкания на землю. Однако при большом числе одновременно включенных электроприемников класса I их суммарный ток утечки может превысить номинальный отключающий дифференциальный ток устройства дифференциального тока, инициировав тем самым его автоматическое срабатывание. Для гарантированного исключения ложных оперирований УДТ его номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn должен превышать суммарный ток утечки в электрических цепях, подключенных к УДТ IEL. »
[3]
Итак, любой УДТ имеет в своем составе дифференциальный (суммирующий) трансформатор. С его помощью он определяет дифференциальный ток IΔ, который представляет собой действующее значение векторной суммы электрических токов, протекающих в проводниках своей главной цепи и разрывает эту цепь тогда, когда IΔ превышает заданное значение (номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn) или равна ему. То есть условие срабатывания УДТ следующее: IΔ ≥ IΔn. Дифференциальный трансформатор, таким образом, является тем ключевым элементом, посредством которого можно отслеживать появление тока замыкания на землю, создающего реальную опасность для человека и животных.
Следует добавить, что IΔn устанавливается изготовителем устройства и указывается обычно на его корпусе, к примеру, IΔn = 0,03 А для УДТ бытового назначения.
Рассмотрим пример функционирования двухполюсного УДТ, используемого в однофазных электрических цепях.
Дифференциальный трансформатор в нем имеет две первичные обмотки, выполненные двумя проводниками главной его цепи, и одну вторичную обмотку, к которой подключен расцепитель дифференциального тока, вызывающий срабатывание УДТ с выдержкой времени или без нее, когда IΔ ≥ IΔn.
На рисунке 1 иллюстрируется работа ДТ УДТ при нормальных условиях и при условиях повреждения в электрической цепи:
Рис. 1. Принцип действия УДТ (рисунок на базе рисунка 1 из [2])
На схеме:
- I1 и I2 – токи в первичных обмотках дифференциального трансформатора;
- Iр – ток во вторичной обмотке дифференциального трансформатора;
- Iн – ток нагрузки;
- IEF – ток замыкания на землю;
- Ф1 и Ф2 – магнитные потоки в сердечнике дифференциального трансформатора;
- РДТ – расцепитель дифференциального трансформатора УДТ;
- H – электрооборудование класса I
Нормальные условия оперирования электрической цепи
Максимально правильно, на мой взгляд, принцип действия УДТ при нормальных условиях оперирования электрической цепи, а также при условиях повреждения в электрической цепи описал Харечко Ю.В. в своей статье [2] и [3]. Приведу некоторые цитаты из этих статей:
« Рассмотрим нормальные условия в электрической цепи, при котором отсутствуют какие-либо повреждения основной изоляции опасных токоведущих частей и нет замыкания на землю. То есть, через главную цепь УДТ не протекает ток замыкания на землю, поскольку в электрической цепи нет замыкания на землю.»
[2,3]
« В обоих проводниках главной цепи УДТ протекают электрические токи, равные по своему абсолютному значению току нагрузки Iн. »
[2]
Из вышесказанного получаем:
| I1 |= | I2 |= | Iн |
Поэтому векторная сумма указанных электрических токов равна нулю:
IΔ = | I1 — I2 | = 0
« Магнитные потоки Ф1 и Ф2, создаваемые электрическими токами I1 и I2 в сердечнике дифференциального трансформатора, также направлены навстречу друг другу и равны между собой по абсолютному значению: | Ф1 | = | Ф2 |. »
[2]
Харечко Ю.В. вполне обоснованно подытоживает [2]:
« Магнитные потоки Ф1 и Ф2 взаимно компенсируют друг друга. Поэтому суммарный магнитный поток в сердечнике дифференциального трансформатора равен нулю: ФΔ = | Ф1 — Ф2 | = 0 »
[2]
« В результате этого абсолютная величина электрического тока, который может протекать в электрической цепи, подключённой ко вторичной обмотке дифференциального трансформатора, также будет равна нулю: | Iр | = 0 »
[2]
При указанных условиях РДТ, который подключён ко вторичной обмотке ДТ, не может сработать. Поэтому в нормальных условиях электрической цепи УДТ не размыкает контакты своей главной цепи и, следовательно, не отключает присоединённые к нему внешние электрические цепи.
Как итог, в нормальных условиях электрической цепи УДТ не срабатывает и, следовательно, не отключает подключенные к нему внешние электрические цепи.
Условия повреждения
При условиях повреждения в электрической цепи происходит повреждение основной изоляции опасной части, находящейся под напряжением, и её замыкание на землю.
Харечко Ю.В. в своей статье [2] обстоятельно рассмотрел как работает УДТ при условиях повреждения в электрической цепи. Приведу некоторые цитаты из этой статьи:
« При этой ситуации, по одному из проводников главной цепи УДТ помимо тока нагрузки Iн протекает ток замыкания на землю IEF. Поэтому абсолютное значение электрического тока, протекающего в одной из первичных обмоток дифференциального трансформатора, превышает абсолютное значение электрического тока, который протекает в другой его первичной обмотке: | I1 | > | I2 |. »
[2]
« Векторная сумма электрических токов в проводниках главной цепи устройства дифференциального тока будет отлична от нуля: IΔ=| I1 – I2 |=| Iн + IEF – Iн | = | IEF |. »
[2]
То есть по сути, в этой ситуации дифференциальный ток будет равен по абсолютному значению току замыкания на землю.
Следовательно, посредством дифференциального тока отслеживают появление тока замыкания на землю, представляющего реальную опасность для человека, особенно когда он протекает через его тело.
« Магнитные потоки Ф1 и Ф2 в сердечнике дифференциального трансформатора, прямо пропорциональные электрическим токам I1 и I2, не равны между собой по абсолютному значению: | Ф1 | > | Ф2 |. »
[2]
« Они не могут компенсировать друг друга, поэтому суммарный магнитный поток в сердечнике дифференциального трансформатора отличен от нуля: ФΔ = | Ф1 – Ф2 | > 0. »
[2]
« Абсолютная величина электрического тока, который протекает в электрической цепи, подключённой ко вторичной обмотке дифференциального трансформатора, также будет больше нуля. | Iр | > 0. »
[2]
Харечко Ю.В. подводит закономерный итог:
« В указанных условиях расцепитель дифференциального тока может сработать под воздействием электрического тока Iр, побуждая УДТ разомкнуть свои главные контакты и отключить присоединённые к нему внешние электрические цепи. »
[2]
Таким образом, в условиях единичного или множественных повреждений устройство дифференциального тока размыкает контакты своей главной цепи и отключает присоединенные к нему внешние электрические цепи.
« В трёхфазных электрических цепях применяют трёхполюсные и четырёхполюсные УДТ, которые оснащены дифференциальными трансформаторами, имеющими соответственно три и четыре первичные обмотки. Эти дифференциальные трансформаторы функционируют так же, как и дифференциальный трансформатор двухполюсного УДТ. Векторные суммы электрических токов, протекающих в главных цепях УДТ, они определяют с учетом запаздывания и опережения по фазе электрических токов в проводниках, подключенных к УДТ. »
[2]
