Защита электрических цепей

При эксплуатации летательных аппаратов возможны поврежде­ния сети источников энергии, потребителей и аппаратуры, вызы­вающие короткие замыкания и перегрузки оборудования. Пере­грузки, например, электромеханмзмов, обычно возникают при за­клинивании их валов. К коротким замыканиям могут привести обрывы и нарушения изоляции проводов и др.

Большие токи, сопровождающие короткие замыкания и пере­грузки, вызывают сильный нагрев проводов, электрические дуги и искрения, что может явиться причиной пожара на самолете. Вы­ход из строя одного или нескольких источников электроэнергии, как правило, значительно снижает напряжение сети.

Для предотвращения тяжелых последствий аварийных режи­мов в цепях питательной и распределительной сетей устанавлива­ется защитная аппаратура.

Аппаратура защиты должна обладать высокой надежностью, •селективностью (избирательностью), инерционностью и т. д. На­пример, селективность действия защиты обеспечивается очередно­стью срабатывания аппаратов защиты, последовательно включен­ных в сеть, причем вначале должен сработать аппарат, располо­женный непосредственно около места короткого замыкания.

Указанная очередность срабатывания аппаратов защиты сети достигается соответствующим подбором их ампер-секундных ха­рактеристик — зависимости времени срабатывания защиты от ве­личины тока нагрузки. На рис. 103 приведены ампер-секундные характеристики аппаратов 1,2 и 3, соответствующих схеме на рис. 94. При коротком замыкании в точке а срабатывает в первую •очередь аппарат 1, так как его время срабатывания меньше соот­ветствующих времен аппаратов 2, 3.

Для каждого аппарата защиты имеется критический ток (7ьр на рис. 103 — /крг), при котором время срабатывания его равно бесконечности. Номинальный ток /н защиты выбирается равным (0,8—0,5) * /,;р, чтобы не было ложных срабатываний при измене­нии температуры окружающей среды.

В настоящее время в сетях самолетов и вертолетов применяют­ся в качестве аппаратов защиты плавкие предохранители и биме­таллические автоматы защиты разных типов. Плавкие предохрани­тели обеспечивают защиту цепей с номинальными токами до 900 а. В них при токах больше допустимых нагревается и плавится, раз­рывая цепь, металлический проводник (вставка).

Плавкие вставки типа ПВ выполняются из калиброванных се­ребряных проволочек на номинальные токи — 2, 6, 10, 20, 30, 40, 60, 80 н 100 а.

Стеклянно-плавкие вставки (СП) изготавливаются: на токи

1, 2, 3 а — из медной проволоки; на токи 5 и 10 а — из серебря­ной проволоки; на токи 15, 20, 25, 30 и 40 а — из цинковых пла­стин.

Защита цепей от больших токов осуществляется тугоплавкими предохранителями типа ТП, изготавливаемыми на токи 200, 400, €00 и 900 а. Плавкая вставка их изготовляется из меди и поме­щается в асбоцементный корпус для локализации расплавленного металла.

Предохранители типа ПВ, СП, ТП малоинерционны и не мо­гут обеспечить защиту цепей с электродвигателями, пусковые токи которых в 3—10 раз больше номинальных. Эту задачу выполняют инерционно-плавкие предохранители, обладающие значительной выдержкой времени при перегрузках (в течение 5—10 сек). Они выпускаются на токи 5, 15, 20, 30, 35, 50, 75, 150 и 250 а.

В предохранителе ИП (рис. 104) при коротком замыкании це­пи быстро плавится латунная пластина 5. При небольших, но дли­тельных перегрузках постепенно нагревается массивная медная пластина 6 и скоба 2, скрепленные между собой припоем. Как только припой расплавится, то пружина 4 оттянет скобу 2 от токо — подвода 1 и цепь разомкнется.

Недостатками плавких пре­дохранителей являются боль­шой разброс параметров, за­висимость времени плавления вставки от температуры окру­жающей среды и плотности воздуха, невозможность экспе­риментальной проверки вольт — секундной характеристики (для этого надо расплавить вставку) и визуального конт­роля состояния предохрани-

теля.

Биметаллические автоматы защиты в зависимости от ки­нематической схемы механиз­ма замыкания контактов де­лятся на автоматы без свобод­ного расцепления (АЗС) и со свободным расцеплением

(АЗР).

АЗС выпускаются на номи­нальные токи 2, 5, 10, 15, 20,

30 и 50 а. Автомат защиты АЗС (рис. 105) включается в сеть с помощью клемм 1 и 11.

Цепь тока замыкается через рычаг 5 подвижного контакта, неподвижный контакт 6, гиб­кий проводник, биметалличе­скую пластину 9, клемму 11. Колодка 8 удерживается в правом положении фиксатором 10. При нагреве пластины 9 током, вели­чина которого выше допустимого значения, она прогибается вниз п освобождает фиксатор 10. Под действием пружины 7 колодка 8 передвигается влево, а рукоятка 2 — вправо (в положение «выключе­но»), Контакты 5 и 6 размыкаются за счет нажатия поршенька 4 на малое плечо рычага 5. При этом поджимается пружина 3. В АЗС можно принудительно удерживать контакты в замкнутом положе­нии, даже если ток защищаемой цепи выше допустимого.

В автоматах АЗР механизм не позволяет принудительно удер­живать контакты в замкнутом состоянии при наличии перегрузки в сети. Эти автоматы обычно устанавливаются в цепях, где не до­пускаются даже кратковременные перегрузки сети ввиду опасно­сти пожара (например, в цепях, питающих топливные насосы). АЗР выпускаются на токи 6, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 и 150 а.

В отличие от плавких предохранителей конструкция АЗС и АЗР позволяет проверять их характеристики, восстанавливае­мость, а кроме того, они одновременно служат аппаратом ручного управления.

Импульсные автоматы защиты получили название автоматов продольной защиты АПЗ и служат для отключения поврежденного участка сети при появлении импульса короткого замыкания.

АПЗ (рис. 106) имеет два импульсных контактора 1 и два трансформаторно-релейных блока 2, которые устанавливаются в начале и в конце защищаемого участка сети. Первичной обмоткой трансформатора блока 2 является провод защищаемой линии. При коротком замыкании, например, в точке а на участке 1-а ток воз­растает, а на участке а-11 — уменьшается.

Индуктируемые при этом в обмотках ТР э. д. с. направлены так, что они суммируются друг с другом, и в обмотках реле 1Р и 2Р возникает ток. Реле 1Р и 2Р замыкают свои контакты 1 и 2. Через выключатель В и контакты 2 реле 1Р обмотки реле 1Р и 2Р подключаются к сети, а через контакты 1 реле 1Р подается пита­ние на обмотку контактора 1К. Контактор 1К срабатывает и свои­ми нормально замкнутыми контактами размыкает силовую цепь и минусовые цепи своей обмотки и обмоток реле, а замкнувшимися нормально разомкнутыми контактами он включает лампу Л1 сиг­нализации отключения сети. Контактор 2К включается через кон­такты 1, 2 реле 2Р и работает аналогично контактору 1К.