Реле часу: призначення та правила експлуатації

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

1. Загальні відомості про реле

2. Реле часу

3. Несправності реле часу та способи їх усунення

4. Правила експлуатації

5. Технічне обслуговування

6. Техніка безпеки при роботі з реле часу

Список використаної літератури

1. Загальні відомості про реле

Реле є найпоширенішими елементами автоматики, які широко використаються у всіх галузях промисловості при автоматизації технологічних процесів виробництва.

За принципом дії реле підрозділяють на наступні типи:

· електромагнітні;

· електромагнітні пневматичні;

· поляризовані;

· електронні.

Основними характеристиками реле є: кількість контактних груп; потужність обмотки реле потужність контактних груп; час спрацьовування й відпускання реле (тобто час із моменту подачі керуючої напруги до початку перекидання контактів реле).

Потужність контактних груп реле визначається максимально припустимою електричною потужністю, що здатні витримати контактні групи реле.

Залежно від типів реле число контактних груп становить до 20 пар, розривна потужність контактів 0,001-1000 Bт; час спрацьовування 1-500 мс.

Час спрацьовування різних типів реле часу коливається від 10 мс до декількох годин. Характеристики основних типів реле наведені в таблиці 1.

Реле є елементом автоматики, у якому при певнім значенні вхідної величини (напруги) вихідна величина змінюється стрибкоподібно. Наприклад, якщо на обмотку 2 реле (рис. 1, а) подати керуюча напруга, то під дією електромагнітної сили якір 5 притягнеться до сердечника 1 і виконавчі контакти реле змінять своє положення: верхні - розімкнуться, а нижні - замкнуть.

Таблиця № 1. Характеристики основних типів реле

Якщо керуюча напруга з обмотки відключити, то під дією протидіючої пружини 4 якір і контакти реле повертаються у вихідне положення: верхні - замикаються, нижні - розмикаються. Таким чином, залежно від керуючої напруги положення контактів реле змінюється стрибкоподібно.

Рис. 1. Електромагнітне реле: a - конструкція, б - тягова характеристика: 1 - сердечник. 2 - обмотка, 3 - магнитопровод, 4 - пружина, 5 - якір, 6 - контакти

Рис. 2. Іскрогасящі ланцюга контактів реле

Для електромагнітних реле постійного струму в якості магнитопроводов і сердечників застосовується м'яка електротехнічна сталь тобто матеріал з великою магнітною проникністю. Тяговою характеристикою реле є електромеханічна характеристика реле

F=f(д),

де F - сила протягу якоря, д - величина повітряного зазору між якорем і сердечником, на рисунку 1, б представлена електромеханічна характеристика реле, з якої треба, що чим менше повітряний зазор 5, тим більше сила притягання якоря F до сердечника реле.

Залежно від потужності контактних груп контакти виготовляють із золота, срібла, платини, вольфраму й т.д. Ці матеріали мають високу температуру плавлення, механічною міцністю, електропровідністю й малої окисляємістю.

Найпоширенішим матеріалом для контактних груп середньої потужності є срібло; контакти великої потужності виготовляють із вольфраму. Для плавності ходу контактних груп і надійності їхніх електричних контактів вони зміцнюють на пружних плоских пластинах або пружинах.

Для зменшення ціноутворення на контактах реле застосовують іскрогасящі ланцюга, що складаються з ємності й опору, які включаються паралельно контактам реле. На рисунку 2 показані схеми іскрогасящіх ланцюгів контактів реле. При розмиканні контактів реле ємність Із заряджається або розряджається через опір R, тим самим зменшуючи напругу між керуючими контактами реле Р.

2. Реле часу

Реле часу служать для створення витримки часу в ланцюгах автоматичного регулювання, керування й сигналізації. Інтервал часу від моменту подачі напруги на обмотку реле до моменту зміни положення його контактів називається витримкою часу.

Реле часу по конструкції діляться на електромеханічні, електропневматичні, програмні, електронні.

Принцип пристрою й роботи годинного механізму реле часу показаний на рис. 3. Під впливом провідної пружини, що заводиться пусковим пристроєм реле часу (на рис. 3 не показано), що веде шестірня починає обертатися в напрямку, зазначеному стрілкою. Її обертання передається на трибку 8, з якої жорстко зв'язана храпова шестірня 2, що має косі зуби. При обертанні по годинній стрілці зуби храпової шестірні зачіпаються за виступ храпової пружини 3 і тягнуть її й пов'язану з нею анкерну шестірню 1. Безпосереднього зв'язку між храповою й анкерною шестірнями немає.

Рис. 3. Пристрій годинного механізму реле часу

Анкерна шестірня 1 утворить із анкерною скобою 4 так званий анкерний або спусковий механізм, що створює витримку часу. У показаний на мал. 1 момент палець анкерної скоби 7а ввійшов між зубами анкерної шестірні й зупинив неї. Разом з анкерною шестірнею зупиняться храпова шестірня 2, трибка 8, що веде шестірня і її вісь, на якій вона укріплена разом з рухливим контактом реле часу.

Палець 7а, зупинивши анкерну шестірню, сам одержує удар, внаслідок чого анкерна скоба 4 повертається на своїй осі, виводить палець 7а із зубів анкерної шестірні й звільняє неї. При цьому анкерна шестірня й зчеплена з нею храпова шестірня, трибка, що веде шестірня й рухливий контакт вільно повертаються доти, поки анкерна скоба не повернеться й уведе свій другий палець 7б між зубами анкерної шестірні, чим знову зупинить неї.

Таким чином, рух анкерної шестірні й рухливого контакту відбувається не безупинно, а переривчасто. Частота обертання анкерної шестірні, від якої залежить витримка часу реле, визначається моментом інерції анкерної скоби, якому можна регулювати зміною положення грузиків 5 на коромислі 6. При видаленні грузиків від центра коромисла час дії реле збільшується, а при наближенні - зменшується.

При знятті з обмотки реле напруги оперативного струму воно миттєво повертається у вихідне положення поворотною пружиною реле. При поверненні реле провідна шестірня, трибка й храпова шестірня обертаються у зворотному напрямку. При цьому зуби храпової шестірні сковзають скошеною поверхнею по виступі храпової пружини, не зачіпаючись за нього. Завдяки цьому анкерна шестірня залишається нерухомої й, отже, годинний механізм не перешкоджає миттєвому поверненню реле у вихідне положення.

Пристрій реле часу типів ЕВ-100 й ЕВ-200 показане на рис. 4. У цьому реле часу провідна пружина 8 нормально розтягнута (заведена) і втримується в такому положенні тим, що палець 4 упирається у верхню частину якоря 2. При подачі напруги на обмотку реле 1 якір 2, втягуючись, стискає поворотну пружину 3 і звільняє палець 4. Завдяки цьому під впливом звільненої провідної пружини 8 зубчастий сектор 9, укріплений на осі 12, починає обертатися й обертати зчеплену з ним шестірню 7, що у свою чергу обертає валик з укріпленої на ньому контактною траверсою 10.

На самому початку обертання валика відбувається його зчеплення із провідною шестірнею 5 за допомогою фрикційного пристрою 11 на осі 6, що у даній конструкції реле виконує функції храпової шестірні й храпової пружини (див. рис. 3). Провідна шестірня 5 через трибку 13 і проміжні шестірні 14 й 15 пов'язана з годинним механізмом 16-18, що має пристрій, аналогічний розглянутому на рис. 3. Годинний механізм забезпечує рух контактної траверси 10 з певною швидкістю. Тому витримка часу від початку роботи реле до замикання контактів визначається відстанню між початковим положенням рухливого контакту 20 і нерухомими контактами 21 або контактами, що прослизають, 22, які для зміни уставок можна переміщати по шкалі реле. Крім контактів з регульованою витримкою часу, реле часу мають перемикаючі контакти миттєвої дії 19. Перемикання миттєвих контактів відбувається при втягуванні якоря.

Рис. 4. Пристрій реле часу типів ЕВ-100, ЕВ-200

Реле часу типу ЕВ-100 випускаються для роботи на постійному оперативному струмі 24, 48, 110 й 220 В, а реле типу ЕВ-200 - на змінному оперативному струмі 100, 127, 220 й 380 В. Реле часу змінного струму типів ЕВ-215 - ЕВ-245 випускаються на напрузі 100, 127 й 220 В. У вихідному положенні обмотки цих реле перебувають постійно під напругою. При цьому провідна пружина розтягнута й реле готово до дії. При знятті напруги з реле контактами пускових реле (або при його зниженні або зникненні з інших причин) якір реле відпадає й звільняє провідну пружину, під впливом якої реле спрацьовує так само, як розглянуте на рис. 4. При подачі напруги реле миттєво повертається у вихідне положення.

Рис. 5. Електромеханічне реле часу ЕВ-132: 1 - повідець, 2, 3, 16, 17, 24 - контакти, 4 - пружина, 5 - якір, 6 - магнитопровод, 7 - обмотка, 8, 18, 22 - зубчасті колеса, 9 - анкерне колесо, 10 - трибка, 11 - ведуче колесо, 12 - зчеплення, 13 - скоба, 14 - пружина, 15 - шкала, 19 - сектор, 20 - анкерна скоба, 21 - противага, 23 - палець

В електромеханічному реле часі ЕВ-132 (рис. 5) при подачі напруги на обмотку 7 якір 5 практично миттєво втягується й повідцем 1 перемикає контакти 2, 3, 24 і звільняє палець зубчастого сектора пристрою витримки часу, виконаного у вигляді годинного механізму. Основними елементами годинного механізму є анкерне зубчасте колесо 9 з анкерною скобою 20 і противагами 21.

Витримка часу встановлюється переміщенням контакту 16 щодо шкали 15. Годинний механізм із у рух провідною пружиною 14, зусилля якої передається через трибку 10 на годинний механізм. Анкерне колесо 9, взаємодіючи з анкерною скобою, східчасто переривчасто робить відлік часу, при цьому рухливий контакт 17 переміщається до контакту 16, а але витіканні обраної витримки часу контакти 16, 17 замикаються.

Рис. 6. Схема внутрішніх з'єднань реле часу типу РВМ

реле час автоматика несправність

Схема внутрішніх з'єднань реле часу змінного струму типів РВМ-12 і РВМ-13 наведена на рис. 6, а конструктивна схема - на рис. 7. Реле містить проміжні трансформатори, що насичуються, 1 й 2, синхронний електродвигун 3 і контактну систему 8-10. Вторинні обмотки проміжних що насичуються трансформаторо-зашунтуючими конденсаторами 4, 5 з послідовно включеними резисторами 6, 7 для поліпшення форми кривій напруги, подводимого до обмотки електродвигуна. Первинні обмотки проміжних трансформаторів, що насичуються, включаються в ланцюг трансформаторів струму елемента, що захищає.

Рис. 7. Пристрій реле часу типу РВМ

Конструктивно електродвигун реле складається зі статора 1 (рис. 7) з обмоткою 2, що втягується ротора 9 і сповільнює редуктора 10. При подачі напруги на обмотку статора електродвигуна його ротор втягується в міждуполюсний простір і починає обертатися з постійною частотою, що залежить від частоти змінного струму. При втягуванні ротора 9 відбувається зчеплення трибки, що перебуває на його осі, з редуктором 10, через який обертання ротора передається рамці 14 з рухливими контактами. У міру переміщення рамки 14 відбувається замикання рухливих контактів з нерухомими контактами: що прослизають 12 й 13 і завзятими (кінцевими) 11.

Після відключення ушкодженого елемента зникає струм у первинних обмотках проміжних трансформаторів, що насичуються, і, отже, напруга на обмотці статора електродвигуна. При цьому ротор двигуна опускається й розташована на його осі трибка виходить із зачеплення з редуктором. У результаті цього під впливом поворотної пружини 3 контактна рамка повертається у вихідне положення.

Реле постачені покажчиками витримки часу 4 на шкалі 5, буксирною стрілкою 8, що показує на шкалі 7 витримку часу, що набрало реле часу, і квитирующей кнопкою 6.

Рис. 8. Зміна напруги на конденсаторі реле часу: 1 - при напрузі харчування U1, і параметрах схеми R і С; 2 - при напрузі харчування U1 і параметрах схеми R' і С' (R'>R або С'>С); 3 - при напрузі харчування U2 і параметрах схеми R і С

Реле часу типу РВМ-12 має найбільшу витримку часу 4 с, а реле часу типу РВМ-13 - 10 с.

При послідовному з'єднанні секцій первинних обмоток проміжних трансформаторів, що насичуються, струм початку роботи становить менш 2,5 А, а при паралельному - менш 5 А. Споживана потужність реле не більше 10 Вт.

У цей час використається кілька типів напівпровідникових реле часу. У цих реле витримка часу утвориться за рахунок часу заряду конденсатора через резистор до певного значення напруги. Як відомо, напруга на конденсаторі в такій схемі (рис. 8) плавно змінюється зі швидкістю, прямо пропорційної живлячій напрузі й обернено пропорційної ємності конденсатора або опору резистора. Витримка часу заряду конденсатора до напруги Ucp буде тим більше, чим нижче напруга харчування й чим більше величини R і С.

Функціональна схема реле часу типу ВЛ-27 показана на рис. 9. Аналогічні функціональні схеми мають реле типів ВЛ-37 і ВЛ-29.

Рис. 9. Функціональна схема реле часу типу ВЛ-27

Витримка часу реле ВЛ-27 починається при подачі через випрямляч VS напруги харчування на схему. При цьому спрацьовує вхідне реле KL1 і розмикає свій контакт KL1.1, починає працювати генератор імпульсів GІ, підключений через стабілізатор TS, імпульсами з виходу GІ через резистор R1 заряджається конденсатор С1. Коли напруга на конденсаторі досягне рівня опорної напруги, обумовленого дільником напруги на резисторах R2 й R3, відкривається діод VD1, імпульси генератора GІ проходять через С2 на вхід тригера DS і встановлюють його в положення, при якому подається напруга на вихідне реле KL2. Реле KL2 спрацьовує й перемикає вихідні контакти.

Напруга від випрямляча на схему заряду подається через стабілізатор TS.

При знятті напруги харчування знеструмлюється реле KL1 і розряджає конденсатор С1. Тригер DS повертається у вихідний стан. Реле KL відпадає, вихідні контакти реле повертаються у вихідний стан.

Реле часу серії ВЛ випускаються для роботи на постійної оперативному струмі напругою 24 й 110 В, а також на змінному оперативному струмі напругою 110 й 220 В. Реле типів ВЛ-27 (шість виконань діапазону витримок часу від 0,1-10 з до 2-200 с) і ВЛ-29 (один діапазон 0,1-10 хв.) випускаються на напругу харчування 110 В постійного, 110 й 220 В змінного оперативного струму. Реле ВЛ-37 випускаються на ті ж діапазони, що й реле ВЛ-27, але на напругу постійного оперативного струму 24 В.

Мінімальний час підготовки реле до чергової роботи - 0,3 с, максимальний час повернення реле - 0,2 с. Потужність, споживана від мережі, не перевищує 8 В·А. Вихідні контакти реле довгостроково витримують струм 4 А, комутаційна їхня здатність: на постійному струмі - 25 Вт індуктивного навантаження з постійної часу 0,01 з; на змінному струмі - 250 В·А при коефіцієнті потужності 0,4.

Принцип заряду конденсатора до певного рівня використаний також у реле типу РВ-01. Ці реле мають діапазони витримок часу 0,1-1 с; 0,3-3 с; 0,1-10 с й 0,3-30 с. Витримки часу регулюються східчасто за допомогою двох перемикачів: одного - через 10 % й інший - через 1 % максимальної уставки по шкалі реле. Керування роботою реле здійснюється подачею напруги харчування. Реле РВ-01 випускаються для роботи на постійному оперативному струмі напругою 48, 60, 110, 220 В и змінному - 100, 127, 220 й 380 В. Реле мають два перемикаючі контакти, які спрацьовують із однаковою витримкою часу. Час повернення реле - не більше 0,06 с на постійному струмі й 0,075 с на змінному, час підготовки до повторної роботи - не більше 0,1 с на постійному й змінному струмі.

Випускаються також напівпровідникові реле часу РВ-03. Ці реле здійснюють регульовану витримку часу після зняття з них напруги харчування (аналогічно електромеханічним реле часу серії ЕВ-200). Реле РВ-03 мають один контакт, що перемикається без витримки часу, і два контакти з незалежно регульованою витримкою на їхнє замикання. Витримки часу регулюються східчасто в межах від 0,15 до 20 с.

Рис. 10. Кінематична схема програмного реле ВР-10: 1 - електродвигун, 2 - редуктор, 3 - зчеплення, 4 - електромагніт, 5 - поворотна пружина, 6 - гальмо, 7 - трибка, 8 - упор, 9 - диски зі шкалою, 10 - втулка, 11 - затискна гайка, 12 - шестірня, 13 - трибка, 14 - диск зчеплення, 15 - пружина

Програмні реле часу Е-52 і ВР-10 (рис. 10) являють собою електромеханічний пристрій із приводом від синхронного електродвигуна 1. Обертання двигуна передається кінематичному вузлу, що складається з редуктора 2 і системи шестірень. Трибка 13 обертає за допомогою шестірні 12 одночасно всі диски 9 зі шкалою. Через установлені інтервали часу упор 8 шкали перемикає електричні контакти реле. Залежно від модифікації реле може мати від трьох до шести барабанів витримок часу й таке ж число незалежних контактних груп.

Установка часу спрацьовування контактних груп виробляється переміщенням барабанів витримки часу при відпущеному положенні затискної гайки 11. При відключенні напруги з електродвигуна диски 9 під дією поворотної пружини 15 повертаються у вихідне положення.

3. Несправності реле часу та способи їх усунення

Таблиця № 2. Несправності реле та способи їх усунення

4. Правила експлуатації

У процесі експлуатації апаратури необхідно обертати увагу на будь-які, навіть невеликі зміни в зовнішньому стані експлуатованих засобів, щоб запобігти більше серйозним поломкам. Профілактичні огляди й звичайне спостереження за роботою апаратур дають можливість вчасно виявити виникаючі ушкодження й вжити заходів до їхнього усунення.

У результаті огляду виявляють елементи, що вийшли з ладу, а також елементи з явними ознаками наступаючих відмов. При оглядах переконуються в цілісності й наявності всіх необхідних деталей, надійності кріплення, справності гнучких з'єднань. Насамперед оглядають котушки електромагнітних реле, а також мікроелектродвигунів й електромагнітів, що працюють у складі командоапаратів і реле часу. Обвугліла або потемніла лакотканева ізоляція котушок свідчить про несправності відповідних елементів.

Особливо уважно оглядають контакти як найбільш уразливі місця в апаратурах. Якщо котушки, елементи кріплення й поворотні пружини витримують до 20 млн. включень за весь термін служби, то контакти - усього лише 1 млн. Виявляють елементи з оплавленими, викришеними або окисленими контактами, зі збільшеними зазорами між ними або з ушкодженими проводами. З'ясовують причини що наступили або можливих відмов й, якщо це не сполучено із серйозними реконструктивними роботами, відразу ж усувають.

Передчасний вихід з ладу контактних елементів можливий у результаті зменшення контактного тиску (внаслідок ослаблення пружин і перегріву контактів, їхнього підгоряння або оплавлення). Зменшення міжконтактних зазорів також неприпустимо. Контактний тиск звичайно регулюють згинаючи пружини. Про величину тиску судять по контактному провалі. У процесі регулювання тиску стежать за міжконтактними зазорами. Зменшення зазорів в умовах вібрації може привести до помилкових замикань електричних ланцюгів.

5. Технічне обслуговування

Знімають кришку або кожух апарата, видаляють пил і бруд. Кіптява, сажу й масляні плями зчищають обтиральним матеріалом, змоченим у бензині. Потім перевіряють надійність кріплення апаратів до підстави, ущільнення кожухів, а також надійність заземлення й приєднання силових проводів і проводів ланцюга керування; підтягують ослабілі гвинти й гайки; зачищають підгорілі контакти. Контролюють стан проводів й їхньої ізоляції, при необхідності їх заміняють або накладають на них ізоляційну стрічку.

Перевіряють на одночасність замикання контактів, відсутність перекосів контактної системи, вільне переміщення й відсутність заїдань рухливої частини магнітної системи. Котушка з обвуглілою або ізоляцією, що обсипається, підлягає заміні. Підгорілі контакти зачищають, що ослабшали гвинти підтягують. При зношуванні одного з контактів допускається підтягування контактних пластин з метою одночасного замикання всіх контактів. При замкнутому стані магнітної системи не повинне бути деренчання й надмірного шуму. Сліди корозії місць торкання рухливої й нерухомої частин магнитопроводов зачищають шабером. Важіль повернення теплового реле магнітного пускача повинен легко й вільно пересуватися в пазах і повертатися у вихідне положення під дією пружини.

Кнопки керування повинні легко й надійно замикати й розмикати електричні ланцюги.

6. Техніка безпеки при роботі з реле часу

Профілактичне обслуговування й ремонт систем автоматизації у відношенні мер безпеки розділяють на кілька категорій: виконувані при повнім знятті напруги; виконувані при частковому знятті напруги; виконувані без зняття напруги.

Підготовка робочого місця при повнім або частковому знятті напруги включає наступні операції. Відключають напругу. Це роблять так, щоб між струмоведучими частинами, що відключають, і перебувають під напругою був електричний розрив. Потім вживають заходів, що перешкоджають зворотній його подачі. На всіх вимикачах і ключах керування, за допомогою яких напруга може бути подане до місця роботи, вивішують попереджувальні плакати: «Не включати, працюють люди!» Далі за допомогою переносних вольтметрів або покажчиків (індикаторів) напруги переконуються у відсутності напруги на ділянках майбутніх ремонтних робіт і накладають на струмоведучі частини переносне заземлення (на випадок помилкової подачі напруги). У місцях, де напругу не знімають, установлюють загородження із щитів або натягають канат і вивішують плакати: «Обережно! Висока напруга!».

Список використаної літератури

1. Барзам А.Б. Общие вопросы учебного проектирования релейной защиты и автоматики. -- М.: Энергия, 1969.

2. Беркович М.А. и др. Основы техники релейной защиты /М.А. Беркович, В.В. Молчанов, В.А. Семенов. -- 6-е изд., перераб. и доп. -- Энергоатомиздат, 1984.

3. Берховкч Я.А. и Семенов В.А. Основы техника и эксплуатации релейной защиты. -- 5-е изд. -- М.: Энергия, 1971.

4. Гельфанд Я.С, Голубев Я.Л., Царев М.И. Релейная защита и электроавтоматика на переменном оперативном токе. -- М..: Энергия, 1973.

5. Голубев М.Л, Расчет установок релейной защиты и предохранителей 0,4-35 кВ. -- К.: Энергия, 1969.

6. Голубев М.Л. Реле прямого действия. М.; Энергия, 1966.

7. Жарковский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования (устройство и ремонт): Учеб. для ПТУ. -- 3-е изд., перераб. и доп. -- М.: Высш. шк., 1989.

8. Жданов Л.С., Овчинников В.В. Реле времени типов ЭВ и РВМ. -- М.: Энергия, 1969.

9. Жданов Л.С., Овчинников В.В. Электромагнитные реле тока и напряжения РТ и РН. -- М.: Энергоиздат, 1981.

10. Какуевицкий Л.И., Смирнова Т.В. Справочник реле защиты и автоматики. -- 3-е изд. -- М.: Энергия, 1972.

11. Крыскин А.М., Наумов И.З. Слесарь механосборочных работ. -- М.: Высшая школа, 1974.

12. Куликов А.А., Третьяков Б.С. Практикум по устройству, монтажу и эксплуатации КИП и автоматики: Учеб. пособие для сред. сел. проф.-техн. училищ.--М.: Высш. школа, 1982.

13. Реле защиты. В.С. Алексеев, Г.П. Варганов В.И. Панфилов и др. -- Н.: Энергия, 1976.

14. Фабрикант В.Л. Основы теории построения измерительных органов релейной защиты и автоматики. -- М.: Высшая ствола, 1968.

15. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. -- М.: Энергия 1976.

16. Чернобровое Н.В. Релейная защита. -- 4-е Изд. -- М.: Энергия, 1974.

Размещено на Allbest.ru