Большинство электрических аппаратов расположено внутри стенда. На внешней части стенда электрические аппараты расположены на 3 панелях: лице­вой панели; панели с устройствами защитного отключения и клеммами контакто­ров; и панели с автоматическими выключателями, контактором и тепловым реле.

На лицевой панели стенда находятся следующие аппараты:

•   Автоматический выключатель дифференциального тока FD1, предназна­ченный для коммутации стенда и для защиты персонала от поражения электриче­ским током;

•   Цифровой мультиметр, который совмещает в себе функции вольтметра V и амперметра А;

•   Переключатель SА1, необходимый для переключения питания между аппа­ратами для выполнения определённых опытов;

•   Розетки ХS1-ХS2, предназначенные для подключения осциллографа. Расположение аппаратов на лицевой панели представлено на рис 2

На левой панели - панели с выключателями и устройствами защитного от­ключения, располагается часть аппаратов, необходимых для выполнения лабора­торной работы №1 «Аппараты защиты»:

•   Устройства защитного отключения FD2-FD4;

•   Выключатели SА2-SА8, предназначенные для регулирования тока, ими­тирующего ток утечки;

•   Выключатели SА9-SА10, необходимые для шунтирования устройств за­щитного отключения при достижении тока их срабатывания;

•   Клеммы ХТ11-ХТ12 для подключения осциллографа при выполнении опыта, связанного с исследованием устройств защитного отключения;

•   Таймер и клеммы для подключения таймера.

•   Блок К2 включает в себя контактор, работающий на переменном токе, клеммы для подключения таймера ХТ15-ХТ18, клеммы для подключения осциллографа ХТ13-ХТ14, а также выключатели SА11-SА12, предназна­ченные для включения и выключения контактора.

•   Блок КЗ включает в себя контактор, работающий на постоянном токе, клеммы для подключения таймера ХТ21-ХТ24, клеммы для подключения осциллографа ХТ19-ХТ20, а также выключатели SА13-SА14, предназна­ченные для включения и выключения контактора.

Расположение электрических аппаратов на левой панели стенда представ­лено на рис 3

На правой панели находятся автоматические выключатели, токовые клеммы, а также клеммы блока контактора К1 и теплового реле, необходимые для выполне­ния лабораторной работы №2.

•   Блок К1 включает в себя контактор переменного тока с предустановлен­ным тепловым реле перегрузки, нормально открытый дополнительный контакт К1-5, подключенный к гнездам ХТ9-ХТ10, силовые выводы этого контактора ХТ1-ХТ6, а также кнопки «Стоп» SВ2 и «Пуск» SВ1.

•   Токовые клеммы ХТ7-ХТ8;

•   Автоматические выключатели QF1 -QF2;

•   Клеммы ХТ25-ХТ27 для подключения силовых проводов к автоматиче­ским выключателям;

•   Клеммы ХТ28-ХТ30 для подключения таймера к автоматическим выклю­чателям.

Расположение аппаратов на правой панели лабораторного стенда представ­лено на рис 4

Рис 1 Схема лабораторно-демонстрационного стенда

Рис 2 Расположение аппаратов на передней панели лабораторного стенда

                                  Рис 3 Расположение аппаратов на левой панели лабораторного стенда

Рис 4 Расположение аппаратов на правой панели лабораторного стенда

Теоретическая справка

 «Аппараты защиты»

Аппараты защиты, используются для коммутации электрических цепей, защиты электрооборудования и электрических сетей от сверхтоков, т.е. токов пе­регрузки и токов короткого замыкания, а также для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции токоведущих частей электрооборудования.

К аппаратам защиты относятся:

· Плавкие предохранители;

· Автоматические выключатели;

· Выключатели дифференциального тока;

· Автоматические выключатели дифференциального тока и др.

Предохранители плавкие - аппарат, который вследствие расплавления одного или нескольких специально спроектированных и рассчитанных элементов размыкает цепь, в которую он включен, отключая ток, превышающий заданное зна­чение в течение достаточно продолжительного времени (ГОСТ 50339.0-2003).

Плавкие предохранители представляют собой оболочку, изготавливаемую из стекла, фарфора или специального пластика. Внутри нее расположен проводник определенного сечения из легкоплавкого металла. Полость оболочки предохрани­теля заполняется очищенным кварцевым песком. На основании оболочки разме­щаются контакты, чаще всего луженные.

Принцип действия предохранителя основан на перегорании проводника при прохождении через него тока, значение которого больше заданного (определяется сечением проводника). В результате этого происходит обрыв цепи и, как следствие, обеспечивается защита ее элементов от высокого значения тока.

Автоматические выключатели (АВ) - механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном со­стоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и авто­матически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких как токи короткого замыкания (ГОСТ 50345-99).

Автоматические выключатели максимального тока служат для автоматиче­ского размыкания электрической цепи при возникновении в ней токов короткого замыкания и перегрузок сверх установленного предела. Заменяя собой выключа­тель нагрузки и плавкий предохранитель, они обеспечивают более надежную и из­бирательную защиту при нештатных режимах.

Важной составной частью автоматического выключателя является расцепитель, который контролирует заданный параметр защищаемой цепи и воздействует на расцепляющее устройство, отключающее автоматический выключатель. Расцепитель - устройство, механически связанное с автоматическим выключателем (или встроенное в него), которое освобождает удерживающее устройство в механизме автоматического выключателя и вызывает автоматическое срабатывание выключа­теля. Кроме того, расцепитель позволяет производить дистанционное отключение аппарата. Наиболее широкое распространение получили расцепители следующих типов:

· электромагнитные для защиты от токов короткого замыкания;

· тепловые для защиты от перегрузок;

· комбинированные;

· полупроводниковые, обладающие большой стабильностью параметров срабатывания и удобством в настройке.

Выключатель дифференциального тока (ВДТ) предназначен для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции токоведу­щих частей электрооборудования, при случайном прикосновении к неизолирован­ным токоведущим частям электрооборудования, и для защиты имущества от тепло­вого воздействия электрического тока (опасности возникновения пожара).

Принцип работы ВДТ основан на измерении баланса токов между входящими в него токоведущими проводниками с помощью дифференциального трансформа­тора тока. Если баланс токов нарушен, то ВДТ немедленно размыкает все входящие в него контактные группы, отключая, таким образом, неисправную нагрузку.

Автоматические выключатели дифференциального тока (АВДТ) пред­ставляет собой аппарат, сочетающий функции автоматического выключателя с электромеханическим ВДТ.

При обнаружении автоматическим выключателем в защищаемом участке сети тока утечки (повреждения) на землю или сверхтока (тока перегрузки или ко­роткого замыкания) происходит срабатывание устройства, приводящее к отключе­нию защищаемой сети.

Выбор аппаратов

Все аппараты защиты выбираются по следующим параметрам:

а) роду тока силовой цепи;

б) номинальному напряжению ( );

в) числу главных контактов;

г) требуемой функции защиты (от перегрузки, короткого замыкания и т.д.)

д) номинальному току ( );

е) отключающей способности выключателя ( )

Далее более подробно рассказано про все особенности выбора аппаратов при различных функциях защиты.