Elektriajamite üldkursus

Juhtseadmed ja aparaadid

24.04.23 1

Kaitselüliti• Kaitselüliti on mehaaniline

lülitusaparaat, mille koostises on termiline liigkoormusvabasti, elektromagnetiline lühisvabasti, väljalülitusmehhanism, peakontaktid ja abikontaktid.

• Nendest plokkidest moodustubki terviklik aparaat – kaitselüliti.

24.04.23 2

• Liigkoormuskaitse• Lühisekaitse• Rikkevoolu- ja lekkevoolukaitse• Liigpingepiirik• Alapingekaitse

Enamlevinud kaitseaparaadid• Sulavkaitsmed• Kaitsereleed• Kaitselülitid

24.04.23 3

• Sümmeetrilisel juhul, kui kiiresti kasvav eeldatav lühisvool saavutab oma teoreetilise tippväärtuse juba 5 ms pärast, tuleb see kiiresti katkestada.

• Kontaktid peavad avanema juba voolukõvera tõusu alguses praktiliselt ilma igasuguse viivituseta.

24.04.23 4

Katkevjoonega on kujutatud 50 kA sümmeetriline efektiivvool.

Pidevjoonega on näidatud tegelik voolukõver

• Kontaktide avamiseks vajalikust eemaletõukejõust osa saadakse elektrodünaamiliset jõust, mis indutseeritakse rööbiti kulgevates sobiva geomeetrilise kujuga voolujuhtivates osades ja sobivasuunalise vooluga.

24.04.23 5

Teine osa vajalikust jõust saadakse voolu ahenemisest kontaktpunktis.

Lühisvoolu lahutamise protsess• Väga suure toimekiirusega voolupiirikuga

kaitselüliti töös on kontaktide avanemise järel tähtsaim osa elektromagnetvabasti löökuril

24.04.23 6

• Indutseeritud jõud peab ületama tagastusvedru jõu, avama kontaktid ja kiirendama nende eemaldumise suurele vedrusurvele vaatamata.

• Liikuv kontakt avaneb täielikult, lööb vastu puhvrit, põrkab sellest ja alustab tagasiteekonda, kiirendatuna lisaks kokkusurutud kontaktvedru jõuga.

• Et vältida kontaktide uuesti sulgumist, peab mehaanilise vabasti mehhanism olema varem löökurist küllalt aktiveeritud, et ta suudaks õigeaegselt mõjutada liikuva kontakti riivistust ja hoida kontaktid püsivalt avatuna.

24.04.23 7

• Kaitselüliti löökur lööb kontakti pihta 0,7 ms pärast ja siis kogu eraldusaeg on umbes 1,5 … 1,8 ms (50 Hz siinuselise vahelduvvoolu poollaine pikkus on 10 ms).

• Lühisvool katkestatakse ammu enne kui ta saavutab eeldatava tippväärtuse.

• Ülikiire katkestuse tulemuseks on väga efektiivne voolu piiramine.

24.04.23 8

Kaitselüliti põhilised tunnussuurused• Nimivool• Nimipinge• Rakendumistäpsus (lubatav kõrvalekalle, mida

enamasti väljendatakse protsendiga nimivoolust, mil kaitselüliti ei tohi rakenduda ja mil peab rakenduma)

• Talitluskiirus (määratakse kaitselüliti rakendusaja ja kaarekustutusaja summana)– Rakendusaeg on ajavahemik hetkest, mil aparaati

läbiv vool ületab vabasti rakendusvoolu väärtuse kuni kontaktide avanemise alguseni.

– Kaarekustutusaeg algab ajast, mil kaarleek levib kontaktiotstelt kaarekustutuskambrisse ja kustub seal lõhestatuna ja jahutatuna, kui vooluahel on katkenud.

24.04.23 9

• Lahutusvõime (suurim vool, mida kaitselüliti suudab lahutada)

• Rakendustunnusjoon (rakendumisaja sõltuvus voolutugevusest)

24.04.23 10

• Ressurss– mehaaniline kulumiskindlus (iseloomustatud

võimaliku lülituste arvuga vooluvabas olekus)– elektriline kulumiskindlus (iseloomustatud

võimaliku lülituste arvuga nimivoolul)• Mass ja mõõtmed

24.04.23 11

• Aparaati tellides tuleb silmas pidada veel palju muid tunnuseid, omadusi ja parameetreid.

• Nendeks võivad olla– Töötemperatuur– Vibratsioonitaluvus– kõrgus merepinnast– kaugjuhtimise võimalus– Indikatsioon– Abikontaktide arv ja tüüp– Korduvlülituse võimalus– Kiirendus– Ehitusviis– Liiv ja tolm– Korrosioon– Niiskus– Tule- ja plahvatusohutus– pingelang.

24.04.23 12

Kaitselülitite liigitus• liinikaitselüliti• mootorikaitselüliti• rikkevoolukaitselüliti

24.04.23 13

Liinikaitselüliti• Liinikaitselüliti on

elektromehaaniline aparaat kaablite ja juhtmete kaitseks liigkoormuse ja lühise eest.

• Liigkoormuskaitseks on termovabasti, lühisekaitseks elektromagnetvabasti.

• Enamasti on võimalik juurde komplekteerida ka alapingevabasti.

24.04.23 14

Kaitselüliti ehitus

1 – ühendusklemmid2 – bimetallvabasti3 – elektromagnetvabasti4 – liikuv kontakt5 – kaarevenitaja6 – abiahel7 -

24.04.23 15

• Elektromagnetvabasti rakendusvoolu järgi eristatakse B, C ja D rakendumistunnusjoonega liinikaitselüliteid.

• B-tunnusjoonega kaitselülitid on mõeldud peamiselt elamusiseste liinide kaitseks, kus tarvititeks on valgustid, mitmesugused küttekehad ja teised väikese sisselülitusvooluga seadmed.

• Lüliti peab viivitamatult rakenduma 3…5-kordse nimivoolu juures. Suurema väärtuse puhul peab rakendumisaeg olema alla 0,1 sekundi.

24.04.23 16

• C-tunnusjoonega kaitselülitid on mõeldud toiteliinide kaitseks kui seal esineb normaaltöö olukorras suuri voolutõukeid (suurema sisselülitusvooluga tarviteid – luminofoorlampe, elektritööriistu jt.).

• Need peavad viivitamatult rakenduma 5…10-kordse nimivoolu juures.

• D-tunnusjoonega kaitselülitid peavad taluma kuni 10-kordset nimivoolu, 20-kordne nimivool peab olema lahutatud 0,1 sekundiga.

24.04.23 17

• Termovabasti rakendumistunnusjoon on kõigil ühesugune ning peab tagama liinide kõrge eluea.

• 1,13 nimivoolu peab taluma üks tund, 1,45 nimivoolu lahutamisaeg ei tohi olla üle ühe tunni.

24.04.23 18

24.04.23 19

• Liinikaitselüliti rakendumisvool I2, mille puhul kaitselüliti peab ühe tunni vältel rakenduma on

I2 ≤ 1,45Iz.

24.04.23 20

Mootorikaitselüliti

24.04.23 21

Mootorite kaitset tuleb vaadelda kahes kategoorias:

• 1. Kaitse mootoriväliste kahjustuste vastu• 2. Kaitse mootorisiseste rikete edasise

laienemise vastu mootori sees või/ja elektrisüsteemis.

24.04.23 22

• Tavaliselt kaitse pole kõikehõlmav.• Enamus soovimatutest välismõjudest

põhjustab mootori temperatuuri tõusu. Niisuguseks välismõjuks võib olla– liigkoormus töö või käivituse ajal– liiga sage käivitamine– ebaõige või mittesümmeetriline pinge– puudulik jahutus või halvenenud

ventilatsioon.• Ülemäärane temperatuur vähendab

isolatsiooni iga.

24.04.23 23

24.04.23 24

Sulavkaitse

• Sulavkaitse on lihtsaim ja odavaim seade, mis katkestab vooluahela, kui vool selles ületab lubatud väärtuse.

• Sulavkaitsme põhiosa on enamasti kergsulavast metallist (tsingist, hõbedast) sular (traat, varras või riba), mis elektrivoolu toimel kuumeneb ja rakendumisvoolu juures sulab.

• Sular• sularihoidik või kandur või kest• Kontaktid• kaarekustutusseade või kaare

kustumist võimaldav keskkond.

Sulari talitlus• Normaalselt on see püsiolukord, mil kogu eralduv

soojus hajub ümbruskonda.• Sulari nimivool ongi vool, mida ta võib kestvalt

taluda.• Kui koormusvool kasvab, siis sulari ja kogu

sulavkaitsme temperatuur tõuseb.• Suurim püsivool, mille juures sulavkaitse veel ei

rakendu, sõltub sulari ristlõikest, kujust, materjalist ja pikkusest, aga ka ümbruse temperatuurist.

• 1,3…1,4 nimivoolu• Selleks, et järsult vähendada sulari

läbipõlemisaega, kasutatakse kahte võtet:– 1) tehakse erilise kujuga sular– 2) kasutataksemetallurgilist efekti (Cu + Sn tilk)

• D = 0.25 mm – 1000 °C – 120 min• D = 0.25 mm – 650 °C – 4 min

• Niiviisi valmistatud sularid lahutavad lühisvoolu 2…5 korda madalama voolu juures.