Катушки и реле защиты и автоматики - Басс Э.И., Жданов Л.С.

Author: Басс Э.И. Жданов Л.С.

Tags: электротехника

Year: 1974

Similar

Справочник. Реле защиты и автоматики

Реле защиты

Реле железнодорожной автоматики и телемеханики

Промежуточные и указательные реле в устройствах релейной защиты и автоматики

Text

Э.И. БАСС, Л.С.ЖДАНОВ
КАТУШКИ
РЕЛЕ ЗАЩИТЫ
И АВТОМАТИКИ

БИБЛИОТЕКА
ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Выпуск 389
Э. И. БАСС, Л. С. ЖДАНОВ

КАТУШКИ
РЕЛЕ ЗАЩИТЫ
И АВТОМАТИКИ
«ЭНЕРГИЯ». МОСКВА 1974
6П2.1.082
Б27
УДК 621.316.925.001.27
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
Большом Я. Л1., Зевакин А. И., Каминский Е. А., Мандрыкин С. А.,
Розанов С. П., Семенов В. А., Синьчугов Ф. И., Смирнов А. Д„
Соколов Б А., Устинов П. И.
Басс Э. И. и Жданов Л. С.
Б27 Катушки реле защиты и автоматики М., «Энер-
гия», 1974.
80 с. с ил. (Б-ка электромонтера. Вып. 389).
В брошюре рассматриваются методы изготовления, ре-
монта и пересчета катушек реле защиты, автоматики, магнит-
ных пускателей и других электроаппаратов. В достаточном
объеме приводятся данные обмоточных проводов и изоляцион-
ных материалов.
Брошюра рассчитана на электромонтеров и мастеров, об-
служивающих устройства релейной защиты и автоматики.
30311—176
Б ----------81—73
051(01)—74
6 П2.1.082
© Издательство «Энергия», 1974 г.
Элеонора Исааковна Басс
Леонид Сергеевич Жданов
Катушки реле защиты и автоматики
Редактор издательства Э. К- Биленко
Обложка художника И. Т. Ярешко
Технический редактор О. Д. Кузнецова
Корректор А. К. Улегов'а
Сдано в набор 27/111 1973 г. Подписано к печати 20/XII 1973 г. T-19.Hi5.
Формат 84Х108'/32. Бумага типографская №3. Усл. печ. л. 4,20. Уч.-над. л. 4.?2
Тираж 40 000 экз. Зак. 208. Цена 16 коп.
Издательство «Энергия», Москва, М 114, Шлюзовая иаб., 10
Владимирская типография Союзполиграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
Гор. Владимир, ул. Победы, д. 18-6.
ВВЕДЕНИЕ
Дальнейшее развитие электросетей и по-
вышение надежности их работы требуют зна-
чительного увеличения выпуска аппаратуры
для релейной зашиты, автоматики и телемеха-
ники. Предприятия, эксплуатирующие эту
технику, должны еще больше уделять внима-
ния профилактике и своевременному ремонту
всей находящейся в их ведении аппаратуры.
Обмотки электромеханических реле явля-
ются одной из основных частей аппаратуры.
Выполнение обмотки, магнитопровода и под-
вижной части определяет основные парамет-
ры реле: вращающий момент, намагничиваю-
щую силу, потребляемую мощность. Различа-
ют обмотки последовательного и параллель-
ного включения. Обмотки последовательного
включения (называемые иногда обмотками
тока) работают при заданном токе цепи. Об-
мотки параллельного включения (называемые
также обмотками напряжения) работают при
заданном напряжении в цепи обмотки. Раз-
личают обмотки реле постоянного тока и об-
мотки реле переменного тока. Обмотка реле
с изоляцией, каркасом (или специальная бес-
каркасная), заделкой, выводами намотки на-
зывается катушкой.
При проектировании, изготовлении и ре-
монте катушек реле приходится выбирать
способы их исполнения (с каркасами или без),
марку обмоточного провода, обмоточные дан-
ные (число витков и диаметр провода), изо-
ляционные материалы, вид отделки и способ
крепления катушки на магнитопроводе реле.
1*
3
К катушкам реле предъявляются следую-
щие основные требования. Катушка должна
иметь минимальные размеры и высокую меха-
ническую прочность, должна быть удобной в
изготовлении, не должна перегреваться при
всех возможных режимах сверх предельно
допустимой температуры, должна выдержи-
вать определенное испытательное напряжение
на электрическую прочность.
При выполнении катушек специального
назначения они должны отвечать требованиям
влаго-, кислото- и маслостойкости, стойкости
против воздействия различных химических
реагентов.
В настоящей брошюре рассмотрены вопро-
сы изготовления катушек, ремонта и опреде-.
ления их обмоточных данных применительно
к наиболее распространенным реле защиты и
автоматики.
Рассматривается изготовление катушек в
мастерских и лабораториях энергосистем.
Определение обмоточных данных приведе-
но с максимально возможными упрощениями
и базируется на практических методах.
1. МАТЕРИАЛЫ. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ
ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТУШЕК
Обмоточные провода. Для обмоточных проводов при-
меняются две группы материалов: проводниковые мате-
риалы, из которых изготовляются токопроводящие жи-
лы,— медь, алюминий, константан, манганин, нихром
и т. п. и электроизоляционные материалы — хлопчатобу-
мажная пряжа, натуральный шелк, синтетические во-
локна, кабельная бумага, стекловолокно, асбестовая
ровница, изоляционные пленки.
Токопроводящая часть обмоточных проводов изго-
товляется преимущественно из меди, реже — из алюми-
ния. Катушки реле, различные устройства автоматики
и т. п. выполняются обычно проводом круглого сечения.
Сортамент применяемых медных проводов приводится
в табл. 1.
В настоящее время применяется большое количество
марок обмоточного провода, отличающихся типом изо-
ляции и диаметром провода по меди. Тип изоляции об-
моточного провода характеризуется электрической проч-
ностью, определяемой минимальным пробивным напря-
жением; тепловыми свойствами: нагревостойкостью—
длительно допустимой температурой и допустимыми
кратковременными превышениями температуры (тепло-
вым ударом); механической прочностью; химической
стойкостью; влагостойкостью; толщиной и эластично-
стью изоляции.
Основные марки обмоточных проводов приводятся в
табл. 2.
В большинстве случаев для намотки катушек реле,
различных электромагнитов, катушек включения и от-
ключения выключателей используются провода, покры-
тые изоляционными пленками, — эмалированные прово-
О
Таблица 1
Диаметр провода, мм Сечение провода, мм* Масса 1 км, кг < on ргп яв- ление । км. Ом Длина, м Допустимая нагрузка А. при плотности тока. 2 и 3 А/мм2
0,05 0,00196 0,0175 8920 0,112 0,00382 0,00598
0,06 0,00283 0,0252 6180 0,162 0,00566 0,00849
0,07 0,00385 0,0342 4540 0,220 0,00770 0,01160
0,08 0,00503 0,0448 3475 0,287 0,0101 0,0151
0,09 0,00636 0,0567 2750 0,364 0,0127 0,0191
0,10 0,00785 0,0700 2230 0,448 0,0157 0,0235
0,11 0,00950 0,0847 1850 0,541 0,0190 0,0285
0,12 0,01131 0,101 1550 0,645 0,0226 0,0339
0,13 0,01327 0,118 1320 0,757 0,0265 0,0398
0,14 0,01539 0,137 1140 0,877 0,0308 0,0462
0,15 0,01767 0,157 993 1,01 0,0353 0,0530
0,16 0,02011 0,179 873 1,15 0,0402 0,0603
0,17 0,0227 0,202 773 1,3 0,0454 0,0681
0,18 0,0255 0,227 686 1,45 0,0510 0,0765
0,19 0,0284 0,253 616 1,62 0,0568 0,0852
0,20 0,0314 0,279 557 1,79 0,0628 0,0942
0,21 0,0346 0,308 507 1,98 0,0692 0,104
0,23 0,0416 0,369 423 2,36 0,0832 0,125
0,25 0,491 0,436 356 2,81 0,0982 0,147
0,27 0,573 0,509 307 3,22 0,115 0,172
0,29 0,661 0,587 265 3,77 0,133 0,198
0,31 0,0755 0,671 233 4,30 0,151 0,227
0,33 0,0855 0,760 205 4,88 0,171 0,257
0,35 0,0962 0,855 182 5,49 0,192 0,289
0,38 0,113 1,01 155 6,45 0,227 0,340
0,41 0,132 1,17 133 7,52 0,264 0,396
0,44 0,152 1,35 115 8,70 0,304 0,456
0,47 0,174 1,54 101 9,90 0,347 0,520
0,49 0,189 1,68 93, 1 10,7 0,377 0,566
0,51 0,204 1,82 86,0 _ >1,6 0,408 0,612
(0,53) 0,221 1,96 79,4 12,6 0,442 0,663
0,55 0,238 2,11 73,7 13,5 0,476 0,714
(0,57) 0,255 2,27 68,8 14,5 0,510 0,765
(0,59) 0,273 2,43 64,3 15,5 0,546 0,819
(0,62) 0,302 2,68 58,1 17,2 0,604 0,906
0,64 0,322 2,86 54,5 18,3 0,644 0,966
(0,67) 0,353 3,13 49,7 20,1 0,706 1,10
0,69 0,374 3,32 46,9 21,3 0,748 1,12
(0,72) 0,407 3,62 43,1 23,2 0,814 1,22
0,74 0,430 3,82 40,8 24,5 0,860 1,29
(0,77) 0,466 4,14 37,7 26,5 0,932 1,40
0,80 0,503 4,47 34,9 28,6 1,006 1,51
(0,83) 0,541 4,81 32,4 30,9 1,08 1,62
0,86 0,581 5,16 30,2 33,1 1,16 1,74
(0,90) 0,636 5,66 27,6 36,2 1,27 1,91
6
Продолжение табл. I
Диаметр прогода, мм Сечение провода, ммг Масса 1 км, кг Сопро- тивление 1 км. Ом Длина, м Допустимая нагрузка А, прн плотности тока, 2 и 3 А/мм2
0,93 0,679 6,04 25,9 38,6 1,36 2,04
(0,96) 0,724 6,43 24,3 41,2 1,45 2,17
1,00 0,785 6,98 22,4 44,6 1,57 2,35
(1,04) 0,849 7,55 20,7 48,2 1,69 2,54
1,08 0,916 8,14 19,2 52,1 1,83 2,75
(1,12) 0,985 8,75 17,82 56,1 1,97 2,96
1,16 1,057 9,40 16,61 60,2 2,17 3,48
(1.20) 1,13 10,05 15,52 64,4 2,26 3,39
1,25 1,23 10,91 14,33 69,8 2,46 3,69
(1.30) 1,33 11,80 13,22 75,7 2,66 3,99
1,35 1,43 12,73 12,28 81,4 2,86 4,29
(1,40) 1,54 13,7 11,40 87,6 3,08 4,62
1,45 1,65 14,7 10,62 94,2 3,30 4,95
(1 ,50) 1,77 15,7 9,93 101 3,54 5,31
1,56 1,91 17,0 9,18 109 3,82 5,76
(1.62) 2,06 18,3 8,52 117 4,12 6,18
1,68 2,22 19,7 7,90 127 4,44 6,66
(1,74) 2,38 21,1 7,37 136 4,76 7,14
1,81 2,57 22,9 6,83 146 5,14 7,71
(1,88) 2,78 24,7 6,31 158 5,56 8,34
1,95 2,99 26,5 5,88 170 5,98 8,97
(2,02) 3,20 28,5 5,49 182 6,40 9,60
2,10 3,46 30,8 5,07 197 6,92 10,38
2,26 4,01 35,7 4,88 205 8.02 12,03
2,44 4,68 41,6 3,75 266 9,36 14,04
2,63 5,43 48,3 3,23 310 10,86 16,35
2,83 6,29 55,9 2,79 358 12,58 . 18,87
3,05 7,31 65,0 2,40 416 14,62 21,93
3,28 8,45 75,1 2,08 480 16,90 25,35
3,53 9,79 87,0 1,79 558 19,58 29,37
3,80 11,34 100,8 1,55 645 22,68 34,02
4,10 13,20 117,4 1,31 764 26,40 39,70
4,50 15,90 141,4 1,10 905 31,80 47,70
Примечания: 1. Диаметры проводов, указанные в скобках, для ши-
рокого применения не рекомендуются.
2. Указана длина провода, имеющего сопротивление 1 Ом.
да. В табл. 3 приводятся данные проводов с изоляцион-
ными пленками.
Наиболее старым (выпускаемым в настоящее время
в небольшом количестве) типом эмалированных прово-
дов являются провода марки ПЭЛ, в которых для изо-
ляции использованы масляно-смоляные лаки. Провода
7
Таблица 2
Марка Изоляция Диаметр по меди, мм ГОСТ или ТУ
ПЭЛ Провода с эмалевой изоляцией Л а костон кий масля н о- см ол я - 0,05—2,44 2273-51
ПЭЛ У ной эмаль-лак То же. с утолщенной изол я- 0,05—2,44 2773-51
ПЭТ цией Лакостойкий глифталевый 0,38—2,44 2773-51
пэв 1 теплостойкий Эмаль-лак на полиацетале- 0,06—2,44 7262-54
ПЭВ-2 вон и полиамидной осно- ве То же, двухслойное покры- 0,06—2,44 7262-54
ПЭМ-1 тне Эмаль-лак метальвнн 0,06—2,44 10288-62
ПЭМ-2 То же, двухслойное покры- 0,06—2,44 10288-62
ПЭВТЛ-1 тис Высокопрочная полиуретане- 0,06—1,56 МРТУ 16505-009-64
ПЭВТЛ-2 вая эмаль То же, двухслойное покры- 0,06—2,44 МРТУ 16505-009-64
ПЭЛР-1 тие Полиамидно-резольный 0,1—2,44 ГУК омм 505-073-54
ПЭЛР-2 эмаль-лак То же, двухслойное покрытие 0,1—2,44 ТУК омм
пэтв Теплостойкий высокопроч- 0,06—2,44 505-073-54 МРТУ 2-43-12-61
ПЭТВ 939 иын полиэфирный эмаль- лак № 943 То же эмаль-лак № 939 0,06—2,44 МРТУ 2-43-12-61
ПВО Провода с волокнистой изоляцией С одной хлопчатобумажной 0,2—2,1 6324-52*
ПБД оплеткой С двойной хлопчатобумаж- 0,2—5,2 6324-52
ПСД ной оплеткой Два слоя стекловолокна 0,31—5,2 7019—60
ПСДК с пропиткой нагревостой- ким лаком То же с пропиткой кремний- 0,31—5,2 7019-60
ПСдТ органическим лаком Два слоя стекловолокна тон- 0,31—2,1 7019-60
ПДА кослойного с пропиткой иагревостойким лаком Один слой асбестовой ровни- 1,0—5,2 7019-60
ПЭЛБО цы с пропиткой нагрево- стойким лаком Провода с эмалево-волокьи- стой изоляцией Лакостойкая эмаль в одной 0,2—2,1 6324-52*
ПЭЛШО хлопчатобумажной оплет- ке Лакостойкая эмаль в одной 0,05—2,1 6324-52
пэлко оплетке из натурального шелка Лакостойкая эмаль в оплет- 0,05—2,1 6324-52
ПЭТСО ке из капрона Эмаль-лак винифлекс с од- 0,31—2,1 7019-60
пэтсот ним слоем стекловолокна с пропиткой нагревостой- кнм лаком То же, стекловолокно тонко- 0,31—2,1 7019-60
слойное
8
Таблица 3
Диаметр провода, мм
ПО меди с изоляцией ПО меди с изоляцией ПО меди с изоляцией
ПЭЛ, ПЭВ-1, ПЭМ-2. ПЭТВ ПЭВ-2 ПЭЛУ ПЭЛ, ПЭВ-1, ПЭВ-2, ПЭМ-4. ПЭТВ ПЭЛУ ПЭЛ, ПЭВ-1 ПЭВ-2 ПЭМ-2, ПЭТВ ПЭЛУ
0,05 0,065 0,075 0,38 0,42 0,44 1,0 1,08 1,10
0,06 0,075 0,085 0,44 0,49 0,51 1,08 1,16 1,19
0,08 0,095 0,105 0,49 0,54 0,56 1,16 1,24 1,27
0,1 0,12 0,135 0,51 0,56 0,58 1,25 1,33 1,36
0,14 0,16 0,175 0,55 0,60 0,62 1,35 1,43 1,46
0,16 0,18 0,195 0,59 0,64 0,66 1,45 1,53 1,56
0,18 0,2 0,215 0,64 0,69 0,72 1,56 1,64 1,67
0,2 0,225 0,24 0,69 0,74 0,77 1,68 1,76 1,79
0,23 0,255 0,27 0,74 0,8 0,83 1,81 1,90 1,93
0,25 0,275 0,29 0,8 0,86 0,89 1,95 2,04 2,07
0,31 0,35 0,37 0,86 0,92 0,95 2,44 2,54 2,57
0,33 0,37 0,39 0,93 0,99 1,02
марки ПЭЛ имеют меньшую толщину изоляции по срав-
нению с другими эмалированными проводами и значи-
тельно худшую механическую прочность. Разработка ви-
пифлексового эмаль-лака и внедрение его в производст-
во позволили значительно улучшить такие технические
свойства эмалированных проводов, как нагревостой-
кость, механическая прочность, устойчивость изоляцион-
ной пленки к действию растворителей и т. п.
В настоящее время эмалированные провода с изоля-
цией на поливинил-ацеталевых лаках составляют подав-
ляющую часть всех выпускаемых эмалированных прово-
дов. Такие марки провода, как ПЭВ-1 и ПЭВ-2, выпус-
каются на лаках винифлекс, а ПЭМ-1 и ПЭМ-2—на
лаках метальвин. Характерной особенностью эмалиро-
ванных проводов на лаках винифлекс и метальвин яв-
ляются высокая механическая прочность изоляции на
истирание и ее высокая стойкость к тепловому удару,
что в сочетании с достаточной нагревостойкостыо (за-
метно большей, чем у проводов марки ПЭЛ) обеспечило
широкое применение этих проводов для различного ро-
да электроаппаратов, в которых раньше применялись
провода марки ПЭЛБО, имеющие дополнительную оп-
летку из хлопчатобумажной пряжи. Провода марок
ПЭМ имеют некоторые преимущества по сравнению с
марками ПЭВ по химической стойкости.
9
Провода марки ПЭЛР, выпускаемые на полиамидно-
резольном лаке ПЛ-2, не нашли широкого применения,
в настоящее время снимаются с производства и не реко-
мендуются к применению.
Наиболее перспективными из всех проводов широ-
кого применения являются эмалированные провода с
изоляцией на основе полиэфирных лаков — марок ПЭТВ
и ПЭТВ-939 (с разными типами применяемых лаков).
Недостатком их является пониженная стойкость к теп-
ловому удару.
Провода марок ПЭТВ и ПЭТВ-939, обладая одинако-
выми свойствами, взаимозаменяемы.
Основным преимуществом проводов марки ПЭВТЛ
с изоляцией на основе полиуретанового лака УЛ-1 явля-
ется их способность облуживаться без предварительной
зачистки эмали. Особенно эффективно использование
проводов марки ПЭВТЛ для намотки катушек с боль-
шим числом отпаек. Специфическим свойством полиуре-
тановой изоляции является ее термопластичность (раз-
мягчение происходит при температуре 160° С). Механи-
ческая прочность изоляции проводов ПЭВТЛ несколько
ниже, чем изоляции проводов на лаках винифлекс.
В настоящее время промышленностью выпускаются
эмалированные провода с двойной изоляцией. Комбина-
ция двух лаков, наносимых на медную проволоку после-
довательно, позволяет использовать преимущества обо-
их лаков и в ряде случаев компенсировать их недостат-
ки. Эмалированные провода марок ПЭВД и ПЭВДД
выпускаются с двухслойной изоляцией, выполненной на
основе лака винифлекс (основной слой) и поливинила-
цетатного лака. В настоящее время выпускаются прово-
да диаметром 0,06—0,44 мм (ТУ 017-189-66)'. Для полу-
чения высокой механической прочности катушек, намо-
танных этим проводом, их нагревают до температур
120—150° С в течение 10—15 мин. Внешний слой при
этом расплавляется и склеивает витки намотанных кату-
шек Такие катушки, однако, чувствительны к действию
повышенных температур, так как в этом случае склеи-
вающий слой размягчается и степень цементации сни-
жается.
Свободными от этого недостатка являются провода
марки ПЭВТР с внешним термореактивным слоем. Про-
вода марки ПЭВТР выпускаются диаметрами от 12—
15 мк до 0,8—1,0 мм.
10
Б ограниченном количестве промышленностью
выпускаются двухслойные провода марок ПЭТ ’
(ТУ 017-Н5-63), ПЭФ-1 и ПЭФ-2. Провода марки ПЭФ
с фторопластовой изоляцией имеют высокую электриче-
скую прочность, химическую стойкость и влагостойкость.
Недостатком проводов ПЭФ является невысокая меха-
ническая прочность изоляции. Кроме того, значения тер-
мопластичности изоляции превышают значения, уста
новленные для эмалированных проводов.
В табл. 4 приводятся минимальные значения пробив-
ных напряжений.
Таблица 4
Диаметр провода по меди, мм Пробивное напряжение, В, для марж провода
ПЭЛБО пэлшо СТ) С ПЭВ-1 ПЭМ-1 >> . СТ) С ПЭВ-2 ПЭМ-2
0,05—0,07 200 350 350 400 450 450 560
0,08—0,13 — 250 400 500 600 500 700 80С
0,14—0,2 — 300 550 600 700 650 800 900
0,23—0,29 — 450 800 800 900 1000 1000 1250
0,31—0,41 1000 1000 800 800 900 1000 1000 1250
0,55—0,8 1100 1100 900 1000 1100 1100 1500 1500
0,83—1,35 1250 1250 1000 1250 1300 1300 1800 1800
1,4—2 44 1500 1400 1250 1400 1500 1600 2000 2000
Примечание. Пробивные напряжения для проводов марок ПЭТЛ,
ПЭЛР-1 и ПЭТ соответствуют графе марки ПЭВ-1; для проводов ПЭВТЛ-2,
ПЭЛР-2 и ПЭТВ —- графе марки ПЭВ-2.
Перед тем как использовать эмалированные провода
для налСотки катушек, необходимо произвести внешний
осмотр и проверить целость изоляции: проволока долж-
на быть равномерно покрыта сплошным слоем изоляци-
онной эмали. Поверхность эмалированной проволоки
должна быть гладкой и не должна иметь инородных
включений и пузырей.
Эмалевый слой должен быть эластичным. 10 витков
эмалированного провода навивают на стержень, разме-
ры которого определяются в табл 5; при этом на прово-
локе не должно быть растрескивания и отслаивания
эмали.
Наряду с эмалированными проводами применяются
провода с волокнистой изоляцией, а также с изоляцией
11
Таблица 5
Диаметр провода по меди, мм Кратность диаметра стержня и / отношению к диаметру провода
марки
ПЭЛ ПЭЛУ | ПЭМ-1 ПЭМ-2 ПЭВ-1 ПЭВ-2
0,38—0,69 3 4 1 1 2 1
0,69—0,96 3 4 2 2 3 2
0,96—1,25 4 5 о 2 3 2
1,25—1,68 4 5 3 3 4 3
1.68 —2.44 5 6 3 3 6 5
из кабельной и телефонной бумаги. Все волокна делят-
ся на две группы: натуральные и искусственные. Нату-
ральные— хлопчатобумажное волокно, натуральный
шелк, асбестовые волокна находят широкое применение
в качестве изоляции обмоточных проводов. Наряду с
этими волокнами находят все большее применение ис-
кусственные волокна.
Электрическая прочность - волокнистой изоляции
обусловлена в основном электрической прочностью воз-
душных промежутков и сравнительно мала. Например,
для проводов марки ПБД она составляет около 500 В.
Волокнистая изоляция обладает высокой гигроскопич-
ностью, поэтому для повышения надежности катушек,
намотанных проводами с волокнистой изоляцией, реко-
мендуется пропитывать их влагостойкими лаками или
компаундами. Широкое распространение получила ком-
бинированная эмалево-волокнистая изоляция (провода
марок ПЭЛБО, ПЭЛШО, ПЭЛКО, ПЭТСО и др).
Электрическая прочность проводов с эмалево-волок-
нистой изоляцией определяется главным образом каче-
ством эмалевой изоляции и толщиной ее. (Более высо-
кое пробивное напряжение у проводов больших диамет-
ров объясняется увеличенной толщиной эмалевой
изоляции.)
Капроновая изоляция по экономичности, стойкости
к истирающим усилиям и нагревостойкостп превосходит
изоляцию из хлопчатобумажной пряжи и натуральною
шелка. Провода с эмалево-капроновой изоляцией ус-
пешно конкурируют с проводами, изолированными на-
туральным шелком.
Недостатком капроновой изоляции являются значи-
тельная гигроскопичность и низкое сопротивление изо-
ляции при повышенных (выше 200° С) температурах.
12
Обмоточные провода со стекловолокнистой изоля-
цией обладают высокой нагревостойкостью и надежно-
стью в эксплуатации. Изоляция выполняется одним или
двумя слоями стеклянного волокна, накладываемого
оплеткой с подклейкой, пропиткой и лакировкой нагре-
востойкими лаками на кремнийорганической или глнф-
талевой основах Наиболее распространенным видом
нагревостойких обмоточных проводов с волокнистой
изоляцией являются провода с двухслойной стеклово-
локнистой изоляцией марок ПСД, ПСДК, ПСДГ. Для
некоторых отраслей приборостроения выпускаются про-
вода с эмалево-стекловолокиистой изоляцией марок
пэтсо, пэтсот.
Обмоточные провода с дельта-асбестовой изоляцией
марки ПДА выпускаются диаметром от 1,00 до 5,2 мм.
Дельта-асбестовая изоляция по сравнению со стеклово-
локнистой имеет большую толщину и меньшую электри-
ческую прочность.
Материалы каркасов. Для изготовления каркасов
катушек реле и т. п. в заводских условиях обычно при-
меняются прессовочные материалы. Наиболее распро-
страненными прессовочными материалами являются
новолачные прессовочные порошки с древесной мукой
в качестве наполнителя. В состав таких порошков, по-
мимо полимера и древесной муки, входят красители,
смазывающие и другие добавки. Прессовочные мате-
риалы выпускают либо в виде порошка, либо в грану-
лированной форме, имеющей вид зерен, пластинок, ци-
линдров размером 1—4 мм. Они обладают хорошей
текучестью и могут перерабатываться обычным или
литьевым прессованием.
Для производства каркасов катушек используются
электроизоляционные высокочастотные пресс-порошки
на основе крезолоформальдегидной резольной смолы
с органическим и минеральным наполнителями и пла-
стификатором (марки К). Они применяются для изго-
товления деталей с высокой электрической прочностью
и влагостойкостью. Изделия из этих пресс-порошков вы-
полняются методом горячего прессования. Из пресс-по-
рошка марки К-211-3 выполняются изделия, работаю-
щие при температуре до 70 °C. Из пресс-порошка марки
К-П4-45 выполняются изделия, работающие при темпе-
ратуре до 100 °C с кратковременным перегревом до
150°C, а также для тропического климата с высокой
13
влажностью и большим перепадом температур. Для из-
готовления каркасов используются также пресс-порош-
ки марки К-21-22, а в некоторых случаях марок К-18-23,
К-18-81—влагохимостойкие и К-6 — ударопрочный.
Недостатком прессовочных порошков марок серии К яв-
ляется изменение со временем их свойств (например,
изменение размеров каркасов).
В лабораторных условиях каркасы изготавливают
сборными из слоистых пластических материалов, тек-
столита, гетинакса, а в некоторых случаях из картона.
Слоистые материалы получаются прессованием уло-
женных правильными слоями полотнищ, изготовленных
из различных наполнителей, пропитанных смолой.
Текстолит листовой электротехнический изготавли-
вают на основе хлопчатобумажной ткани, пропитанной
крезолоксиленолоформальдегидной резольной смолой.
Электротехнический текстолит выпускается следующих
основных марок: А — конструкционный электроизоля-
ционный для работы в трансформаторном масле и на
воздухе при температуре от —60 до +70 °C; Б — конст-
рукционный, электроизоляционный для работы на воз-
духе при температурах от —60 до +70 °C; СТ — элект-
ротехнический для работы на воздухе при температуре
от —60 до +125 °C. Текстолит поставляется в виде лис-
тов размером не менее 400X400 мм и толщиной от 0,5
до 50 мм.
В лабораторных условиях для изготовления сборных
каркасов наиболее широко применяется гетинакс. Ли-
стовой электротехнический гетинакс изготавливается на
основе бумаги, обработанной бакелитовой смолой. Ге-
тинакс выпускается следующих основных марок: А —
для работы в трансформаторном масле; Б — для рабо-
ты в трансформаторном масле (с повышенной электри-
ческой прочностью вдоль слоев); ВС —для работы на
воздухе; Г — для работы в условиях повышенной влаж-
ности; Д — для работы на воздухе.
Для работы в высокочастотных установках выпуска-
ется электротехнический гетинакс марок АБ, БВ, ВВ,
ГВ, ДВ (работа в интервале температур от —60 до
105 °C) размером не менее 450X600 мм и толщиной от
0,2 до 50 мм.
Электротехнические картоны изготовляются из сме-
си целлюлозного и тряпичного волокна. Они имеют
толщину 0,1—3 мм. Промышленностью выпускаются
14
четыре марки электротехнического картона: ЭВС, ЭВП,
ЭВТ и ЭВ, предназначенного для работы на воздухе.
Картон марок ЭВС, ЭВП и ЭВТ выпускается в руло-
нах, а марки ЭВ — в рулонах и листах. Электрическая
прочность таких картонов не менее 8—12 кВ/мм в зави-
симости от марки.
Материалы для изоляции обмоток и ее слоев. При
намотке катушек для изоляции обмотки от магнитопро-
вода обмоток, расположенных на одном каркасе друг
от друга, а также для межслойной изоляции применя-
ются различные электроизоляционные бумаги, текстиль-
ные материалы и лакоткани. Электроизоляционные бу-
маги изготовляют из древесной целлюлозы на специ-
альных машинах. Кабельные бумаги выпускаются
четырех типов: К, КМ, КВ и КВУ. Для межслойной
и межобмоточных прокладок обычно применяется ка-
бельная бумага марок К-08, К-12, К-17 (цифры указы-
вают на толщину бумаги—0,08; 0,12; 0,17 мм). Эта
бумага имеет высокую электрическую прочность
(8—10 кВ/мм). Выпускается кабельная бумага шири-
ной 500, 650 и 750 мм. Конденсаторная бумага марок
КОН-1 и КОН-2 толщиной от 0,004 до 0,03 мм исполь-
зуется ₽ основном при изготовлении конденсаторов. При
намотке катушек для межслойной изоляции часто ис-
пользуется конденсаторная бумага от непригодных
к использованию конденсаторов.
Для изготовления лент и электроизоляционных тка-
ней применяется хлопчатобумажное волокно. Ленты:
киперная (толщиной 0,54 мм), тафтяная, миткалевая,
батистовая (толщиной 0,22 мкГ) — применяются в ос-
новном для отделки и бандажировки катушек В непро-
питанном состоянии из-за пористости и гигроскопич-
ности ткани обладают низкой электрической прочно-
стью и применяются как дополнительная изоляция,
повышающая механическую прочность основной изо-
ляции.
Лакоткань — гибкий электроизоляционный материал,
изготовленный на основе ткани (хлопчатобумажной,
шелковой, синтетической, стеклянной), пропитанной
масляными лаками, образующими на поверхности лако-
ткани прочную эластичную пленку. Электрические свой-
ства лакоткани определяются в основном свойствами
электроизоляционной лаковой пленки. Лакоткани выпу-
скаются в рулонах шириной 700—1000 мм, а стеклотка-
15
пи—в рулонах шириной 2С0—700 мм. Основные харак-
теристики лакотканей приведены в табл. 6.
Таблица 6
Лакоткань Марка гост Толщина, мм Пробивное напряже- ние, кВ, не менее
Хлопчатобумажная на масляных лаках Хлопчатобумажная на масляно-битумном лаке Шелковая на масля- ных лаках Капроновая на масля- ных лаках лхс лхсс лхсм лхч лшс лшсс Л КС лксс гост 2214-66 0,15—0,30 0 17—0,20 0,17—0,24 0,15—0,24 0,08—0,15 0,04—0,15 0,10—0,15 0,10—0,15 4,5—7,0 5,7—6,0 6,0—7,7 5,7—7,6 3.0—6,5 0,3—7,7 4,0—6,5 5,0—7,7
Стеклянные на масля- ных лаках Стеклянная на крем- ни йоргапическом лаке лсм лемм лек гост 10156-66 0,15—0,24 0,17—0,24 0,11—0,20 4,5—7,7 6,0—7,7 4,5—7,0
Пропиточные и заливочные материалы. В качестве
пропиточных материалов для катушек реле, устройств
автоматики и т. п. находят широкое применение элект-
роизоляционные лаки и электроизоляционные ком-
паунды.
Электроизоляционные лаки по своему назначению
делятся на пропиточные, покровные и клеящие. Пропи-
точные лаки служат для пропитки всех изоляционных
материалов катушки. Проникая в поры изоляции, про-
питочный лак улучшает электроизоляционные свойства,
влагостойкость, теплопроводность и механическую проч-
ность катушки. Пропиточные лаки должны обладать
высокой пропитывающей способностью, что обеспечи-
вается малой вязкостью лака и максимальным содер-
жанием нелетучего остатка.
Покровные лаки служат для образования на поверх-
ности наружной изоляции катушек гладкой, прочной и
влагостойкой пленки. Лаковая пленка является защит-
ным покрытием изоляции, улучшает электроизоляцион-
ные свойства ее и внешний вид. Пленки должны иметь
высокую механическую прочность и хорошую адгезию.
Клеящими лаками склеивают картонные каркасы,
16

втулки бескаркасных катушек, приклеивают угловую
изоляцию к каркасам, изолируют витки между слоями
катушки и т. и. Они должны обладать высокой адге-
зией.
По способу сушки различают лаки печной (горячей)
и воздушной (холодной) сушки. Лаки печной сушки
требуют для образования лаковой пленки высокой тем-
пературы, а лаки воздушной сушки высыхают при нор-
мальной температуре окружающего воздуха. Лаки воз-
душной сушки более технологичны, так как не требуют
для сушки специального оборудования. Однако лаки
печной сушки, как правило, обладают лучшими меха-
ническими и электроизоляционными свойствами, а так-
же более высокой теплостойкостью.
В состав электроизоляционных лаков входят такие
составляющие, как растворители, пластификаторы, сик-
кативы, отвердители и красители. Растворителями на-
зывают органические летучие жидкости, применяемые /
для получения лака необходимой вязкости и снятия ла- /
новой основы. Пластификаторы придают лаковым по-
крытиям эластичность и стойкость к температурным S
колебаниям. Сиккативами называются вещества, уско- ' р
ряющие процесс отверждения жидкой лаковой пленки
на основе высыхающих масел. Красители являются рас- ' с
творимыми в лаке красящими веществами, придающи-
ми лаку соответствующий оттенок. Наиболее широкое
применение нашли красители органического происхож-
дения.
В настоящее время находят применение маслосодер-
жащие лаки и лаки на основе синтетических смол. , л
Для пропитки катушек, изготовляемых в ремонтных
мастерских или лабораторных условиях, нашли широ-
кое применение бакелитовый лак, пропиточный и клея-
щий лак горячей сушки. Он представляет собой раствор
бакелита (резольной смолы) в спирте. Разбавитель —
спирт-денатурат. Пленка бакелитового лака маслостой-
ка, механически прочна, но мало эластична и склонна
к тепловому старению. Температура сушки ПО—115 °C
В табл. 7 приводятся основные характеристики неко-
торых электроизоляционных лаков.
Наряду с электроизоляционными лаками применя-
ются электроизоляционные компаунды. Они предназна-
чены для герметизации путем заливки, обволакивания
и пропитки катушек различных устройств с целью защи-
2—208
Таблица 7
Лак
Режим высы-
хания лака
Масляно-битумные лаки. 40 105 6-8 55—86
Пропиточный лак № 447 . , .
Пропиточный лак № 458 . . . 40 105 2—3 55—60
Клеящий лак БТ 95 38 150 16—18 70—75
Клеящий лак № 462К воздушной сушки 40 20 2—3 60—70
Покровный лак воздушной суш- ки БТ-99 ... . . 38 20 2—3 50—60
Лаки на основе синтетических смол:
Пропиточный АФ 17 . лак печной сушки 50 120 2 60
Покровный СБ1С . лак печной сушки 30 120 2—7 60
Пропиточные кие лаки крем ний орга ничес- серип К 50—70 200 0.5—1.5 50—70
ты их от влаги, механических и других воздействий
окружающей среды. В отличие от лаков компаунды не
содержат в своем составе растворителей, что обеспечи-
вает создание более влагостойкой и влагонепроницае-
мой изоляции. Компаунды холодного отверждения спо-
собны отверждаться при комнатной температуре, а ком-
паунды горячего отверждения — при повышенной
температуре.
Для пропитки катушек обычно применяются битум-
ные компаунды (№ 225) с сравнительно низкой нагре-
востойкостью (максимально допустимая температура
100—105°C), а также компаунды типа МБК, обладаю-
щие высокими электроизоляционными свойствами, повы-
шенной влагостойкостью и ударной прочностью
Компаунды КГМС применяются в качестве пропи-
точного и заливочного электроизоляционного материала
при изготовлении различных моточных изделий, работа-
ющих в интервале температур от -—60 до -f-20c С. Они
обладают хорошей адгезией к различным материалам,
высокой влагостойкостью, а также достаточной механи-
ческой и вибрационной стойкостью.
18
Помимо указанных, существует большое количество
марок кремнийорганических, эпоксидных и других ком-
паундов, применяемых в различных случаях в соответ-
ствии с’ их электроизоляционными характеристиками.
Компаунды рекомендуется применять для катушек,
используемых для установки в неотапливаемых помеще-
ниях, в остальных случаях применяются пропиточные
лаки.
2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КАТУШЕК
По конструктивному исполнению различаются кар-
касные и бескаркасные катушки.
Каркасные катушки. Существуют следующие виды
каркасов.
Прессованные каркасы, изготовленные из пресс-по-
рошка, могут быть выполнены любых габаритов и лю-
бой конфигурации, что важно для изготовления кату>
шек различных электроаппаратов. Проектируя пресс-
формы, можно заранее учесть необходимые отверстия
и углубления в теле каркаса, предназначенные для вы-
водов обмотки, а также обеспечить приливы на карка-
сах, служащие обычно для крепления их па магнито-
проводе.
При изготовлении катушек электроаппаратов в ла-
бораторных условиях применяют слоистые пластики
(гетипакс, текстолит), а в некоторых случаях картон.
Различают сборные и клееные каркасы. Сборный
каркас собирается из нескольких деталей, изготовлен-
ных из листового гетипакса или текстолита. Для изго-
товления небольших сборных каркасов для магнитопро-
водов с сечением керна не более 4 см2 применяется изо-
ляционный материал толщиной 1,2—2,0 мм, а для
изготовления более крупных каркасов — 2—3 мм. Гети-
иакс и текстолит малой толщины легко штампуются
в холодном состоянии, а при толщине 2 мм и выше тре-
буется предварительный подогрев до 80—-120° С. При
единичном изготовлении каркасов, когда необходимо
изготовить каркас взамен поврежденного или сгоревше-
го, детали каркаса можно изготовить на малой циркуль-
ной пиле с фрезой диаметром 80—100 мм либо вырезать
лобзиком. Предварительная подготовка деталей карка-
са при отсутствии циркульной пилы может выполняться
специальным резцом, изготовленным из ножовочного
2*
19
Рис. 1. Резец.
полотна (рис. 1). На рис. 2,а показаны детали сборного
каркаса, а на рис. 2,6 — каркас. Такие каркасы можно
изготавливать взамен поврежденных каркасов для реле
типов ЭВ-217 — ЭВ-247, РП-25, РП-341 и т. п., а также
для любых электромагнитов с прямоугольным магнито-
проводом.
Собранный каркас под-
вергается обработке: пря-
мые углы между стенкам::
(7, 2) каркаса закругляют-
ся напильником, углы меж-
ду щеками (3) и стенками,
а также все швы каркаса проклеивают шеллачным или
подогретым до 60—70° С бакелитовым лаком. Для этой
же цели можно использовать клей БФ-2. После того
как швы подсохнут, весь каркас покрывается тонким
слоем лака, что придает жесткость каркасу п повышает
влагозащиту обмотки.
а — детали; б — общий вид.
При изготовлении каркасов штамповкой для увели-
чения его жесткости на боковых стенках иногда преду-
сматривают «заплечики» 7 (рис. 3). При этом толщина
изоляционного материала может быть взята несколько
меньше (1 —1,5 мм). Размеры деталей сборного карка-
са должны быть рассчитаны таким образом, чтобы со-
20
бранный каркас мог легко надеваться на стержень маг-
нитопровода. Зазор между внутренними стенками кар-
каса и магнитопроводом оставляется ие менее
0,3—0,5 мм. Клееные каркасы обычно изготавливаются
для сердечников цилиндрической формы (для катушек
отключения, включения, отделителей и короткозамыка-
Рис. 3. Детали сборного каркаса увеличен-
ной жесткости.
телей) и состоят (рис. 4) из картонной (либо склеенной
из нескольких слоев тонкой кабельной бухмаги) цилинд-
рической трубки и гетинаксовых или текстолитовых
шайб.
Для сборки такого каркаса на заранее подготовлен-
ную трубку наклеиваются хлопчатобумажные ленты
(/) (количество лент за-
висит от их ширины и ди-
аметра трубки), по кон-
цам трубки надеваются
гетннаксовые шайбы, ко-
торые закрепляются ос-
тавшимися свободными
концами ленты, смазан-
ной клеем.
В некоторых типах ре-
ле применяются катушки, , ,,
выполненные на металл»- Рис' 4‘ Клее|1ЫН КРУГЛЫЙ ка1’кас-
ческих каркасах.(напри-
мер, в реле типа РП-252). Металлический каркас состо-
ит из медной трубки с насаженными по краям медными
шайбами.
Для падежного закрепления медных шайб концы
трубки развальцовываются.
Изоляция обмотки от металлического каркаса осу-
ществляется посредством изоляционных шайб, выпол-
21
ленных из гетинакса или прессованного картона толщи-
ной 0,2—0,3 мм и изоляционных полос из лакоткани,
наматываемых на трубку «внахлестку», т. е. так, чтобы
одной полоской можно было намотать два слоя изоля-
ции. Толщина изоляции должна быть не менее 0,2—
0,3 мм.
Иногда бывает целесообразным выполнять каркасы
секционированными с числом секций от двух до четы-
рех. На рис. 5 показаны детали сборного двухсекцион-
ного каркаса. При делении витков катушки на секции
уменьшаются величина рабочего напряжения, приходя-
щегося на каждую секцию, напряжение между двумя
Рис. 5. Детали сборного двухсекционно-
го каркаса.
7, 2 — боковые, стенки каркаса; 3 — средняя
щека. **
смежными слоями витков, а следовательно, и вероятность
пробоя между витками. Однако стоимость секциониро-
ванных каркасов выше, они требуют более качественно-
го выполнения, и при этом исключается возможность
применения прессованных каркасов.
Секционные каркасы применяются для малоемкост-
ных катушек.
Станки для намотки катушек. Намотка может про-
изводиться на намоточных станках с ручным приводом
(ручная намотка), полуавтоматических станках с мо-
торным приводом и автоматических станках с полно-
стью автоматизированным процессом намотки. Все
станки оснащаются приспособлениями для намотки ка-
т\ шек различного типа, а также счетчиками числа
витков.
Простейший настольный намоточный станок с руч-
ным приводом и счетчиком (рис. 6) может быть легко
изготовлен в любой мастерской. Шпиндель станка (/)
приводится во вращение рукояткой (2), связанной с ре-
дуктором (3). Передаточное число редуктора не должно
превышать 1 : 5 (пять оборотов шпинделя на один обо-
рот рукоятки).
Полуавтоматический станок с моторным приводом
дополнительно оснащается приспособлениями для на-
мотки катушек виток к витку, а также устройством, ос-
танавливающим станок при обрыве провода. При диа-
метрах обмоточного провода до 0,5 мм скорость намотки
Рис. 6. Станок для намотки катушек с руч-
ным приводом.
составляет 100—800, а при больших диаметрах 30—
100 витков в минуту. Катушка с проводом до 0,3- 0,5 мм
устанавливается на стойку, расположенную в непосред-
ственной близости от шпинделя. Провода большего диа-
метра с эмалевой изоляцией выпускаются заводами-из-
готовителями на катушках весом до 5—7 кг, а провода
с хлопчатобумажной изоляцией диаметром свыше
1мм в бухтах весом 10—20 кг. Такие тяжелые ка-
тушки и бухты должны устанавливаться на специаль-
ные приспособления. Провод, сходящий с катушки или
с бухты, пропускается через зажим, представляющий
собой две металлические планки или два деревянных
бруска, скрепленных двумя болтами на расстоянии
ДРУГ от друга.
Между планками или брусками для предохранения
эмали от повреждения прокладывается картон. Зажи-
мом создается натяжение, необходимое для намотки
22
23
провода. Зажим обычно применяется при намотке ка-
тушки проводом диаметром более 0,6 мм.
Намотка каркасных катушек. На подготовленный
к намотке прессованный каркас накладывается слой
изоляции из лакоткани толщиной 0,1—0,15 мм, предва-
рительно покрываемой тонким слоем бакелитового ла-
ка. Внутрь каркаса вставляется деревянная оправка,
изготовленная по размерам окна каркаса. Оправка
должна иметь продольное отверстие по центру диамет-
Рпс. 7. Оправка для
намотки катушек.
оправка; 2— шайбы.
Рис 8. Гильза из элек-
трокартопа.
ром на 1—2 мм больше диаметра шпинделя станка.
Оправка с каркасом обжимается шайбами (рис. 7)
и устанавливается па шпинделе станка. После установ-
ки каркаса на шпиндель проверяют, чтобы не было пе-
рекоса его относительно оси. Перед началом намотки
показание счетчика должно быть равно пулю.
Бескаркасные бандажированные катушки выполня-
ются в основном для магнитных пускателей, тормозных
электромагнитов различного вида. Намотка произво-
дится на гильзу толщиной до 1 мм (рис. 8).
Намотка бескаркасных катушек производится на на-
моточном станке на специальную оправку из дерева.
Размеры оправки даются с припуском по ширине и дли-
не на изоляцию катушки (бандажировку). Припуска
на высоту обычно не дается, так как снятая с оправки
намотанная катушка увеличивается в размерах, потому
что провод пружинит. Для того чтобы намотанная ка-
тушка легче снималась с оправки, последняя должна
иметь конус в 2—3°. Отверстие в оправке должно быть
на 1—2 мм больше диаметра шпинделя намоточного
24
станка. В каждой щеке оправки делается по четыре
прореза для пропускания хлопчатобумажной (кипер-
пой) лепты Оправка со щеками устанавливается на
станок так же, как и каркас. Перед намоткой катушки
в прорези щек вкладывают хлопчатобумажные ленты,
выпустив их концы по обе стороны оправки и закрепив
их на шпинделе. Длина каждой ленты должна быть до-
статочной для закрепления витков после намотки. На
оправку перед установкой ее на шпиндель надевают
прессшпановую гильзу, чтебы не повредить эмали при
снятии катушки. После намотки необходимого числа
витков катушку скрепляют с четырех сторон концами
хлопчатобумажной ленты и снимают с оправки. Изме-
рив размеры катушки и убедившись, что они соответст-
вуют заданным, приступают к ее бандажировке.
Намотка секционных катушек. На практике часто
встречается намотка двухсекционных катушек на сбор-
ном каркасе, которая осуществляется так же, как на-
мотка обычной односекционной катушки. Намотка же
двухсекционной бескаркасной катушки несколько отли-
чается от намотки односекционной. При намотке секци-
онной бескаркасной катушки оправку со всеми надеты-
ми па нее шайбами устанавливают на намоточном стан-
ке. Конец обмоточного провода пропускают через
отверстие межсекционной щеки в другую секцию (со-
седнюю с наматываемой) и закрепляют на каркасе нит-
ками. Затем на месте соседней секции устанавливают
разъемный, состоящий из двух частей деревянный вкла-
дыш для фиксации положения средней щеки и закреп-
ляют его хлопчатобумажной лентой. Намотав первую
секцию, провод обрезают, конец его закрепляют нитка-
ми, а оправку, чтобы сохранить одинаковыми направле-
ние обмотки в обеих секциях, вместе с гильзой и шай-
бами поворачивают на 180° на шпинделе станка. Затем
снимают вкладыш к концу обмотки первой секции, про-
пущенному под межсекционной шайбой, припаивают
конец наматываемого провода, место пайки изолируют
лакотканью и наматывают вторую секцию. Направле-
ние вращения катушки остается прежним. После намот-
ки второй секции катушка снимается с оправки и бан-
дажируется.
Виды намотки. В процессе намотки в зависимости от
совершенства намоточного станка, диаметра провода,
квалификации рабочего получается большая или меиь-
25
шая плотность укладки проводов, что в сильной степени
сказывается па величине коэффициента заполнения. Су-
ществует несколько видов намотки.
Витки в одном ряду плотно прилегают друг к другу
(виток к витку), а витки вышележащего ряда лежа г
точно над витками нижнего (рис. 9,6); такая намотка
называется рядовой; она обычно получается на станках
с ручным приводом и диаметром провода выше 0,35 мм.
Рис. 9. Типы намотки.
а — рядовая; б — шахматная.
Витки вышележащего ряда
расположены в промежутках
между витками нижнего ряда
(рис. 9, с) такая намотка на-
зывается шахматной. В этом
случае получается наибольший
коэффициент заполнения.
Витки расположены ряда-
ми, но без точной их укладки;
такая намотка называется ди-
кой и выполняется обычно проводом меньше 0,35 мм на
полуавтоматических станках
При намотке катушек необходимо следить за отсут-
ствием повреждения эмали. Местные повреждения эма-
ли изолируются лакотканью (для толстого провода),
конденсаторной (или кабельной) бумагой в два-три слоя
(для тонкого провода). Если эмаль повреждена на боль-
шом участке провода, весь поврежденный участок выре-
зается, а концы провода соединяются, как указано ниже.
Изоляция при намотке катушек. Каркас перед на-
моткой изолируется. Межслоевая изоляция в низко-
вольтных аппаратах (до 1 000 В) принципиально не яв-
ляется необходимой. Межслоевые прокладки применяют-
ся для более ровной укладки проводов и препятствуют
западению витков в нижние слои.
В качестве межслоевой изоляции применяется:
При диаметре обмоточного
провода, мм
0,1
0,1—0,5
0,5
Гумага толщиной. мм
0,01 (конденсаторная)
0.05 (телефонная)
0,12 (кабельная)
При выполнении па одной катушке нескольких обмо-
ток (многообмоточные катушки) между обмотками про-
кладываются изоляция из одного слоя кабельной бума-
ги и двух слоев лакотканп толщиной 0,1—0,12 мм. Особо
2Ь
тщательно должны быть изолированы выводы разных
обмоток. В качестве наружной изоляции катушек при-
меняется лакот кань.
Расположение обмоток на многообмоточных
катушках
Все обмотки, расположенные на одной катушке, на-
матываются в одну сторону.
Обычно сначала (внизу) наматывается обмотка, име-
ющая большее число витков. Так, например, если на ка-
тушке выполняются две обмотки, одна из которых вклю-
чается на напряжение источника (параллельное включе-
ние), а другая — на ток (последовательное включение),
то обычно внизу укладывается обмотка параллельного
включения, а поверх ее — последовательного. В тех слу-
чаях, когда к обмотке предъявляется требование при за-
данном числе витков и диаметре намоточного провода
иметь возможно меньшее сопротивление, ее следует на-
матывать первой, независимо от числа витков и диаметра
провода, так как за счет меньшей длины витка уменьша-
ется и ее сопротивление.
Выводы катушек. Прежде чем начать намотку катуш-
ки, необходимо вывести начало обмотки. В практике при-
меняют различные исполнения выводов катушек.
В каркасных катушках небольших размеров выводы
выполняются из луженых латунных или серебреных
полосок толщиной 0,2—0,3 мм и шириной 4—6 мм. Дли-
на полоски обычно берется такой, чтобы за край карка-
са выходило о—6 мм, а на каркасе оставалась длина,
достаточная для надежного ее закрепления суровыми
нитками. На рис. 10 показано выполнение начального вы-
вода катушки. Предварительно к полоске припаивается
начало обмоточного провода, затем полоска обертывает-
ся в два-три слоя лакотканью так, чтобы последняя пе-
рекрывала место пайки на 5—7 мм. После этого изоли-
рованная полоска укладывается на каркасе в строго
определенном положении, в специальный паз на щеке
каркаса или место, указанное в чертеже.
При намотке катушки проводом 0,07—0,1 мм часто
для предотвращения обрыва его при ослаблении креп-
ления вывода первые и последние 10—15 витков намотки
производят проводом большего диаметра (0,3 -0,4 мм),
который припаивается к выводу.
27
При диаметре провода 0,6 мм и выше вывод осущест-
вляется непосредственно обмоточным проводом. Длина
вывода рассчитывается таким образом, чтобы его мож-
но было подсоединить к зажиму на плате реле, на кото-
рой устанавливается данная катушка.
Пайка и изолировка проводов при присоединениях и
обрывах. Концы обмоточного провода, подлежащие пай
ке, зачищаются от изоля
ции, затем производится
скрутка соединяемых про
водов способом, указанным
Рис. 10. Выполнение выводов. Рис. 11. Панка проводов при
а — полоской фольгой; б — гибким диаметре меди до 0,3 мм.
ВЫВОДОМ.
на рис. 11—13 для диаметра меди от 0,30 мм, 0,3—1,0 мм
и свыше 1,0 мм соответственно. В последнем случае паи
ка производится с бандажировкой. Концы провода, под-
готовленные для пайки, облуживаются, бандажный про
7—10 К)
Рис. 12. Пайка проводов при диа-
метре меди от 0,3 до 1,0 мм.
10—15
Рис. 13. Пайка про-
водов при диаметре
меди свыше 1,0 мм.
вод диаметром 0,18—0,21 мм зачищается и также об-
луживается. Концы обмоточного провода накладывают
ся друг на друга и бандажпруются, а затем место сое-
динения пропаивается.
Для спайки проводов необходимо применять припой
ГЮС-40 пли ПОС-60 и канифоль. Спайка проводов с ис-
пользованием различных паяльных мазей и кислот за
прещается. Место пайки обматывается не менее чем дву
мя слоями лакоткани. При спайке тонких проводов меж-
ду собой и с выводами зачищенный участок провода не
должен испытывать механических нагрузок (натяг про-
вода), поэтому при намотке в месте спайки необходимо
давать «слабину» провода.
В бескаркасных катушках очень часто выводы осу-
ществляются гибким проводом типа ПМВГ или МГШД
сечением 0,2; 0,35; 0,5 мм2. Для катушек КО, КВ и дру-
гих выводы выполняются гибким проводом ЛПРГС се-
Рис. 14. Угольник для выводов.
а — заготовка; б — крепление угольника в бескаркасной
катушке; /—провод; 2 —суровая нитка; 3 —лакоткань;
4 — угольник.
чением 0,5—0,75 мм2, к которому припаиваются концы
основной обмотки. Пайки тщательно изолируются лако-
тканью. Два-три витка гибкого провода прикрепляют к
гильзе суровыми нитками.
В бескаркасных катушках применяются также выво-
ды с контактными угольниками, показанными на рис.
14, а, б. Контактные угольники изготавливаются из лис-
товой латуни толщиной 0,5—0,8 мм, устанавливаются
на наружной поверхности катушки (до ее бандажиров-
ки) и закрепляются суровыми нитками.
Перед закреплением под угольники подкладывают
два-три слоя кабельной бумаги или один-два слоя ла-
коткани, чтобы изолировать их от верхнего слоя обмот-
ки. Концы угольников предварительно облуживаются,
и после припайки начала и конца обмотки место пайки
лентой^еТСЯ’ Э Затем катУшка бандажируется киперпой
v;,J1ponilTKa- отделка 11 маркировки катушек. Отделка
ушки определяется в первую очередь местом установ-
28
29
кп аппарата, в котором данная катушка используете?
Каркасные катушки аппаратов, снабженных закрыты i
пыленепроницаемым кожухом и предназначенных дл-,
установки в закрытых сухих помещениях, дополнителг
пой отделке после намотки не подвергаются.
Для улучшения внешнего вида таких катушек наруж
ная поверхность их после намотки- провода обвертыв;
ется вначале кабельной бумагой в один слой, а затеи
одним слоем лакоткани с небольшим нахлестом дл i
склеивания.
Бескаркасные катушки требуют дополнительной от
делки, особенно катушки аппаратов, устанавливаемых
в неотапливаемых помещениях пли в наружных установ
ках. Бескаркасные катушки пропитываются изоляцног
ними лаками или компаундами.
Пропитка катушек производится в специальной в,
куум-пропиточной установке. Перед пропиткой катушк
должны быть хорошо просушены, так как влажная изо
ляция хуже впитывает лак из-за того, что поры ее за
полнены влагой. Сушка может производиться в
термостатах при температуре НО—120° С в течение
2—3 ч.
Поскольку пропитку или компаундировку катушек
под давлением организовать в условиях эксплуатацп
трудно, можно осуществить пропитку катушек в горячих
смолах, например в бакелитовом лаке. Перед пропитког
катушки подвергаются сушке при температуре 105—
110°С в течение 3 ч. После охлаждения до 60—70°С
их погружают в сосуд с лаком на 4 ч. После этого ка
тушки раскладываются на 30 мин на сетке для стекания
лака, а затем снова подвергаются сушке при температу-
ре 110—120 °C в течение 10 ч.
Компаундировка катушек представляет собой пропит
ку катушек компаундом (из нефтяных битумов, расти
тельных масел и т.п.), которая производится при-тем
нературе примерно 150° и давлении порядка 7 кгс/см2
Жидкий компаунд проникает при повышенной темпера
туре и высоком давлении в поры и капилляры изоляци i
обмоток, заполняет промежутки между витками прово
да, вследствие чего катушка получается в виде монолит
ной массы. Пропитанные катушки обладают лучшим
электроизоляционными свойствами: у них выше электрь
ческая прочность и теплопроводность, влагостойкость и
механическая прочность, что особенно важно для кат^
30
шек работающих при повторно-кратковременном режи-
ме с большой частотой включения.
Если произвести пропитку или компаундировку ка-
тушек невозможно, необходимо покрыть бандаж катуш-
ки бакелитовым лаком. Покрытие катушек применяется
для образования на поверхности катушек пленки для
зашиты от влаги и химических реагентов и улучшения
внешнего вида катушки. С помощью кисточки подогре-
тый до 60—70°C бакелитовый лак наносится на бандаж
катушки, после чего она высушивается при комнатной
температуре в течение суток.
После отделки катушка маркируется. В заводских
условиях при серийном изготовлении бескаркасных кату-
шек последняя получает определенный номер, под кото-
рым зашифрованы количество витков, диаметр провода,
номинальное напряжение или ток, омическое сопротив-
ление и место установки. Каркасные катушки маркиру-
ются с помощью этикеток, на которых указываются но-
мер катушки, число витков, диаметр провода, номиналь-
ное напряжение или ток.
Этикетка наклеивается на поверхность катушки, аза-
тем катушка обвертывается одним слоем лакоткани.
Этикетка устанавливается со стороны, доступной для на-
блюдения. При намотке катушек в мастерских на них
обычно устанавливается этикетка, указывающая число
витков и диаметр провода и крепящаяся различными
удобными для изготовителя способами.
3. ПРОВЕРКА, ИСПЫТАНИЕ И РЕМОНТ КАТУШЕК
В процессе изготовления и после окончательной от-
делки каждая катушка подвергается проверке и испы-
танию.
В процессе изготовления контролируются число вит-
ков наматываемой катушки, отсутствие обрыва, отсутст-
вие внтковых замыканий, омическое сопротивление, раз-
меры бескаркасных катушек.
После окончательной отделки дополнительно прове-
ряются электрическая прочность и сопротивление меж-
обмоточной изоляции.
При серийном изготовлении катушек в заводских ус-
ловиях после намотки катушки перед окончательной за-
делкой производится проверка числа витков с помощью
специальных приборов высокой точности. При едпнич
31
ном изготовлении катушек количество витков контроли-
руется по счетчику намоточного станка. Точное соответ
ствие намотанного числа витков расчетному особенно
важно для катушек аппаратов переменного тока, так как
при заданном напряжении число витков определяет не-
обходимую индукцию в стали магнитопровода.
Допускаемые отклонения (%) числа витков катушки;
При числе витков:
tc > 500 +2
100<ш<500 .................... ±1
ьу<100......................... 0
Отсутствие обрывов в намотанной катушке можно
проверить при помощи контрольной лампы, мегомметра
на 500 В, омметра и др. Такая проверка первый раз про-
изводится до установки выводов и второй раз поел
окончательной отделки катушки.
В процессе изготовления катушки возможны случаи
повреждения эмалевого
Рис. 15. Устройство для вы-
явления короткозамкнутых
витков.
1 — испытуемая катушка; 2—ка-
тушка возбуждения; 3 — разъ-
емный магнитопровод.
сопротивления катушки
покрова провода между сосед-
ними витками, что приводит
к образованию короткозам
кнутых витков (витковые за
мыкания). Применение тако;
катушки для работы на пере-
менном токе недопустимо,
так как в результате нагрева
короткозамкнутого витка на-
веденными в ней токами изо-
ляция соседних витков разру-
шается и катушка выходит из
строя. В системах постоянно-
го тока возможно применение
катушек, имеющих коротко
замкнутые витки, если при
этом изменением омического
можно пренебречь. Наличие ко-
роткозамкнутых витков, однако, приводит к увеличению
времени действия реле, поэтому применение их нежела-
тельно для быстродействующих реле постоянного ток...
Проверка катушек на отсутствие короткозамкнутых виг
ков производится с помощью соответствующих приборов.
Принцип действия простейшего устройства для про-
верки наличия короткозамкнутых витков (рпс. 15) за-
32
ключается в следующем. Значение тока катушки воз-
рождения 2 должно оставаться постоянным как при от-
сутствии, так и при наличии испытуемой катушки, если
она исправна. Увеличение тока катушки возбуждения
2 при наличии короткозамкнутых витков в катушке 1 обу-
словлено дополнительным потоком в магнитопроводе,
вызванным током, наведенным в короткозамкнутых
витках.
Промышленностью выпускаются и другие более со-
вершенные высокочувствительные устройства для про-
верки наличия короткозамкнутых витков, позволяющие
определять повреждение изоляции витков с относитель-
но большим переходным сопротивлением.
Омическое сопротивление катушки измеряется уни-
версальным мостом. Оно должно соответствовать рас-
четным данным (с точностью ±10; 7 и 5% для проводов
диаметром 0,16; 0,17—0,25 и 0,25 мм соответственно).
Точное соответствие значения омического сопротивления
расчетному важно для катушек постоянного тока, так
как значение R характеризует потребляемую мощность
катушки и, следовательно, ее тепловой режим. Измере-
ние сопротивления катушки производят сразу после на-
мотки перед наложением наружной изоляции. В случае
отклонения от указанных допусков число витков увели-
чивают или уменьшают.
При намотке каркасной катушки ее размеры опреде-
ляются габаритами самого каркаса, поэтому контроль
ведется только за тем, чтобы обмотка не выступала за
габариты щеки каркаса.
Размеры бескаркасной катушки контролируются пос-
ле ее намотки до бандажировки катушки и после ее
окончательной отделки. Катушки должны соответство-
вать чертежу либо замерам, произведенным на повреж-
денной катушке (изготовление катушки по образцу). До-
пустимые отклонения по внутреннему диаметру колеб-
лются в пределах ±0,5—1,0 мм по толщине и высоте
в пределах ±1—2 мм.
Электрическая прочность катушки характеризуется
пробивным напряжением между проводником обмотки
и магнитопроводом. Источником повышенного напряже-
ния на обмотке могут оказаться пикообразные скачки
напряжения, возникающие при разрыве цепи обмотки и
зависящие от скорости размыкания цепи, магнитной си-
стемы аппарата, числа витков обмотки. Повышенные на-
3-208
S3
пряжения (перенапряжения) могут попадать на обмотку
также извне по цепям оперативного тока или измери-
тельного трансформатора напряжения. Проверка элект-
рической прочности изоляции катушки производится пе-
ременным напряжением 2 000 В в течение 1 мин после
окончательной отделки катушки. Электрическую проч-
ность изоляции лучше проверять после установки катуш-
ки на магнитопровод. Если это выполнить невозможно,
то переменное напряжение следует подавать между на-
ружной поверхностью каркаса и проводником обмотки.
У катушек с двумя и более обмотками проверяется эле-
ктрическая прочность, как указано выше, а сопротивле-
ние межобмоточной изоляции — мегомметром на напря-
жение 1 000 В. Сопротивление изоляции должно быть не
менее 10 мОм. При проверке электрической прочности
изоляции необходимо соблюдать правила техники без-
опасности при работе с высоким напряжением.
Ремонт катушек. В процессе эксплуатации катушки
различных электрических аппаратов повреждаются:
наблюдаются обрывы провода, появление витковых за-
мыканий, обугливание изоляции. Обрыв тонкого (0,07—
0,1 мм) обмоточного провода, чаще всего происходящий
в месте пайки проводов, может возникнуть из-за неакку-
ратной зачистки эмали провода ножом, ножницами или
другими острыми предметами (надрез провода); приме-
нения для пайки провода различных мазей, составов,
разъедающих впоследствии медный проводник (корро-
зия провода), и др. Витковые замыкания в катушках
происходят от разрушения эмалевого покрытия, кото-
рое возникает вследствие заводского дефекта проводни-
ка либо при превышении температуры катушки сверх
допустимой (например, при неправильном расчете ка-
тушки или ошибочном включении ее на повышенное на-
пряжение). Витковые замыкания, происходящие в про-
цессе эксплуатации, зачастую приводят к разрушению
не только всей обмотки, но и к разрушению каркаса.
Вывести катушку из строя могут и различные механи-
ческие повреждения изоляции при сборке и разборке
магнитопроводов.
При обнаружении повреждения катушки (обрыв, ко-
роткозамкнутые витки и т. п.) она снимается с магнито-
провода и ремонтируется.
Катушку с обрывом провода, прежде чем подвергнуть
срезке или размотке, необходимо внимательно осмот-
34-
петь, снять внешнюю изоляцию и убедиться, что обрыв
произошел не у наружного вывода. В противном случае
целость катушки легко восстановить, произведя пайку
оборванного конца провода к выводу и изолировав место
пайки.
Если же обрыв произошел где-то внутри обмотки, ка-
тушка разматывается до нахождения обрыва, после че-
го проверяется целость оставшейся неразмотанной об-
мотки, и если оставшаяся часть не повреждена, произ-
водят пайку, изолируют ее и доматывают смотанную
часть витков новым проводом того же диаметра. При
нахождении обрыва, близко расположенного к началу
обмотки, катушку перематывают вновь, чтобы исклю-
чить лишние пайки, снижающие надежность обмотки.
В случае повреждения только обмотки катушка снима-
ется с магнитопровода таким образом, чтобы не повре-
дился каркас, затем, если сохранена этикетка катушки
или известно число витков и диаметр провода, вся об-
мотка может быть срезана (если она пропитана лаком
или компаундом) или размотана.
Пропитанные лаком или компаундом обмотки с ди-
аметром провода более 0,3 мм невозможно снять с прес-
сованного каркаса, не попортив его. Такая катушка пол-
ностью заменяется новой. Сборный каркас, если он вы-
полнен без «заплечиков», легко разбирается без снятия
поврежденной обмотки. Освобожденные детали карка-
са могут быть снова собраны, и каркас вновь готов к
намотке. Поврежденная катушка, этикетка которой не
сохранилась и данные которой неизвестны, аккуратно за-
крепляется на шпинделе намоточного ставка и разматы-
вается вручную. Счетчик, установленный на станке, по-
кажет количество витков, а диаметр провода замеряется
микрометром.
При повреждении каркаса его изготавливают вновь
(см. п.2).
Взамен поврежденного каркаса из пресс-порошка не-
обходимо изготовить новый каркас (см. § 2).
Выводы катушки, по возможности, сохраняются
прежними.
Для того чтобы снять поврежденные катушки, в
большинстве случаев приходится разбирать магнцтопро-
воды. Для реле, работающих на постоянном токе, при-
меняются магнитопроводы сплошные, изготавливаемые
из полосового или круглого материала — конструкций! •
ной стали, железа армко, круглой кремнистой стали.
Для реле, работающих на переменном токе, применяют-
ся шихтованные магнитопроводы, представляющие собой
склепанные пакеты из стали различных марок.
Магнитопровод состоит из сердечника, на который
насаживается катушка, подвижного якоря и ярма.
Крепление катушек на магнитопроводе осуществля-
ется различными способами. Наиболее простым являет-
ся крепление с помощью полюсного наконечника
(рис. 16) в системах постоянного тока (например, реле
сигнальное типов РУ-21, РП-23).
В промежуточных реле типа РП-250 (кодовых реле)
(рис. 17, 18) катушки (/) крепятся на сердечниках (3)
либо с помощью фасонной пластинки (4), удерживаю-
щей якорь на ярме магвитопровода (2) (рис. 17), либо
с помощью специальных шайб медной (5) и изоляцион-
ной (6), устанавливаемых на сердечнике (рис. 18).
В реле типа МКУ установленная на сердечнике ка-
тушка закрепляется специальной пластинкой, которая
для системы переменного тока изготавливается из меди
и является короткозамкнутым витком.
В системах переменного тока с шихтованными сер-
дечниками катушки могут крепиться как с помощью ко-
роткозамкнутых витков — реле типов МКУ, РП-25.
ПР-321, РП-341, РП-210 и т. п. (рис. 19), так и с по-
мощью металлических пластин, склепанных с сердеч-
ником и отогнутых после установки катушки (некоторые
типы магнитных пускателей).
Встречаются магнитопроводы, на сердечнике которых
катушка удерживается плотной насадкой или расклини-
вающими пластинками из слоистого пластика, а в неко-
торых случаях из фосфористой бронзы.
Существуют реле (ИМБ, РБМ) с замкнутыми магни-
топроводами, имеющими по шесть катушек, закреплен-
ных на сердечнике с помощью отогнутых пластин маг-
ннтопровода, а на ярме — с помощью расклинивающих
пластинок из фосфористой бронзы.
Независимо от крепления катушек при замене их на
новые приходится в той или иной степени разбирать ре-
ле или другой аппарат. Разборке подлежат только те
элементы, которые мешают снять катушку.
Ввиду простоты конструкции существующих проме-
жуточных реле и магнитных пускателей разборка аппа-
рата для снятия катушки и последующая сборка его
36
могут выполняться электромонтером невысокой квали-
фикации. Разборка сложных по конструкции реле (РТ-
40, РН-50, ИМБ и РБМ и др.) для освобождения по-
врежденных катушек требует определенного навыка и
Рис. 16. Крепление
Рис. 17. Крепление катушки с по-
мощью фасонной пластинки.
катушки с помощью
полюсного наконечни-
ка.
* 1 — катушка; 2 — магни-
топровод: 3 — полюсный
наконечник.
Рис. 18. Крепление катушки с помощью
специальной шайбы.
Рис. 19. Крепление ка-
тушки с помощью корот-
козамкнутого витка.
1 — катушка; 2 — магнитен
провод; 3—сердечник; 4—ко-
роткозамкнутый виток.
может быть поручена только квалифицированному элек-
тромонтеру. После установки новой катушки на сердеч-
ник, закрепления ее и сборки магнитопровода произво-
дится механическая регулировка реле.
Указания по разборке, сборке и регулировке реле
описаны в соответствующей литературе.
37
4. ГЕОМЕТРИЯ КАТУШЕК.
КОЭФФИЦИЕНТЫ ЗАПОЛНЕНИЯ
Геометрические размеры катушки определяются раз-
мерами магнитопровода, в окне которого размещается
обмотка.
«Активным» материалом — металлическим токопро-
водящим проводником обмоточного провода занята
Рис. 20. Круглая
катушка.
а — геометрические
размеры; б — общий
вид; 1 — магнитопро-
вод; 2 — каркас; 3 —
обмотка.
часть окна. Остальная часть окна занята непроводящи-
ми материалами: каркасом или внутренней изоляцией п
бандажом бескаркасной катушки, изоляцией обмоточ-
ного провода, межслоевой, межобмоточной и наружной
изоляцией обмотки, воздушными промежутками.
Основные электрические характеристики реле — зна-
чение электрического момента, необходимая намагничп
ваюшая сила при срабатывании, потребление мощнос-
ти__определяются в значительной степени количеством
заложенного активного материала. Чем большая часть
окна магнитопровода занята активным материалом, тем
лучше электрические характеристики реле.
При расчетах обмоточных данных катушки пользу-
ются коэффициентами заполнения, характеризующими
долю площади, занимаемую активными материалами,
т. е. эффективность использования обмоточного окна.
На рис. 20 и 21 приводятся необходимые для расче-
тов обозначения геометрических размеров. Для катушек
с круглыми сердечниками: h — высота окна магнитопро-
в°Да;/г0— высота намотки; До/2 — ширина окна маг-
нитопровода; О0 — наружный диаметр обмотки; do —
Диаметр стержня магнитопровода, на котором располо-
39
жена катушка; d'o — внутренний диаметр обмотки;
с — ширина окна; ср— толщина обмотки; 6К—тол-
щина материала каркаса; виз— толщина межслоевой
изоляции; биз.н — толшина наружной изоляции; Л3— воз-
душный зазор. Для катушек с прямоугольным сердечни-
ком: h — высота окна магнитопровода; h0— высота на-
мотки; с — ширина окна; b — ширина стержня магнито-
провода, на котором расположена катушка; с0 —толщина
обмотки; Во — толщина наружной части обмотки; Ао —
ширина наружной части обмотки; а —толщина стержня
магнитопровода; Ьо — ширина внутренней части обмот-
ки; а0 — толщина внутренней части обмотки; виз— тол-
щина межобмоточной изоляции; биз.н — толщина наруж-
ной изоляции; Дз — воздушный зазор (ввиду малого
значения воздушных зазоров Д3 принимается рав-
ным Дз1).
Площадь продольного сечения окна магнитопройода
Q, в котором располагается катушка, равна:
для катушек с круглым сердечником
Q = (po-do)ft. ch. 0)
для катушек с прямоугольным сердечником
Q = {В ft. = ch_ (2)
Площадь долевого сечения катушки QK, занятая об-
моткой, равна:
для круглых катушек
й = (£г-4)».=сА; (з)
для прямоугольных катушек
<2к = сЛ- (4)
Длина среднего витка катушки /Ср равна:
для круглых катушек
/ср==л^—А = лПср, (5)
« де Оср — диаметр среднего витка}
О
для прямоугольных катушек
/ср = 2(«0-|-60) + лА^о = 2 (а0 + 6о) + лс0. (6)
В- формуле (6) второе слагаемое учитывает скругле-
ние витка на перегибах обмотки.
Площадь наружной боковой поверхности катушки
sB равна:
для круглых катушек
sn = n£)ofto; (7)
для прямоугольных катушек
8п^2(В0 + Д0)/!0. (8)
Площадь q активного материала одного витка об-
моточного провода равна:
q = 0,25nd2, (9)
где d — диаметр обмоточного провода без изоляции.
Площадь QM активного материала катушки с числом
витков w — «сечение меди» равна:
QM = qw = 0,25nrfW (10)
При определении коэффициентов заполнения с уче-
том расположения витков обмотки (рис. 22) площадь,
занимаемая одним витком изолированного провода диа-
метром с?из, принимается прямоугольной и равной
= (П)
Коэффициенты заполнения.
При расчетах в зависимости от
решаемой задачи и необходимой
точности пользуются различными
коэффициентами заполнения.
Коэффициент заполне-
ния катушки k3,K равен отно-
шению площади, занимаемой ме-
дью обмотки, QM к общей площа-
ди окна магнитопровода Q:
Рис. 22. Определение
площади витка изолиро-
ванного провода.
, ___QM ___0,25лс!2и>
~ Q
Для круглых катушек
, _ 0,5 nd2 w
3,к- ft(P0-d0) ’
(12)
(13)
41
для прямоугольных катушек
, _ 0,5nrf1 2w
3-к~ h(B-b)
(14)
По коэффициенту k3.K можно судить об эффективно
сти использования обмоточного окна магпитопровода.
Значение fe3.K зависит от
Рис. 23. Значения k3 о Для раз-
личных диаметров обмоточного
провода.
1 — шахматная намотка; 2 — рядовая
намотка; 3 — ручная намотка, катушка
круглая; 4— ручная намотка, катушка
прямоугольная; 5—намотка на станке
с бумагой 0,035 мм через один слой, ка-
тушка круглая; 6 — то же, катушка
прямоугольная; 7 — ручная намотка, бу-
мага через два слоя, катушка прямо-
угольная; 8 — то же, по бумаге через
один слой.
щади, занимаемой медью обмотки, Q
точного окна катушки QK:
площади, занимаемой
каркасом или изоляцией
и бандажировкой бескар-
касной катушки, типа изо-
ляции и диаметра обмо-
точного провода, вида на-
мотки, межслоевой, меж-
обмоточной и наружной
изоляции катушки. Коэф-
фициентом k3.K удобно
пользоваться, когда из
вестны лишь размеры ок-
на магнитопровода (от-
сутствуют размеры кар-
каса) и требуется ориен-
тировочно определить
число витков w провода
заданного диаметра d,
которое может быть раз-
мещено в окне магнито-
провода (см; далее при-
мер расчета). Значение
fe3.K обычно равно 0,25—
0,35. Меньшие значения
относятся к обмоточным
проводам малых диамет-
ров (менее 0,2 мм) и на-
мотке с межслоевой изо-
ляцией.
Коэффициент за-
полнения обмотки
k3,0 равен отношению пло-
м к площади обмо-
, _ Qm _ 0,25.nrf2bJ
3,0 ~ qk
(15)
42
Для круглых катушек
, 0,5nd2tw 0,5nd2w
^3.0 = —----г = ----7-- ; (16)
p0-d0 гА
для прямоугольных катушек
, 0,5лй2ы 0,5лД2ш
^3.0 = ---— =-------— . (17)
О0 *0 С0“0
Коэффициент k3.o не учитывает долю площади окна,
занятой каркасом и воздушными промежутками между
наружной поверхностью обмотки и магнитопроводом.
Поэтому k3.0 менее точно, чем k3K, дает представление
об эффективности использования окна магнитопровода.
Значение ka.o зависит от типа изоляции и диаметра об-
моточного провода, вида намотки, межслоевой, межоб-
моточной и наружной изоляции катушки.
При известных размерах каркаса все расчеты обмо-
точных данных катушки производятся с использованием
коэффициента k3.0. На рис. 23 приведены значения k3.0
для разных исполнений катушек [Л. 9, 15].
Коэффициент заполнения k3 равен отношению
площади меди витка обмоточного провода q к площади,
занимаемой витком с учетом изоляции провода диамет-
ром dll3 и межслоевой изоляции толщиной fw
k3 = °’25та*2 ; (18)
Ф1з (dlS3 -f- 6ИЗ)
при отсутствии межслоевой изоляции
, 0,25nd2
k3 = —-------.
dH3
(19)
Коэффициент k3 используется для определения обмо-
точных данных при пересчете катушки на другие преде-
лы электрических величин (номинальные напряжения
или токи, напряжения или токи срабатывания) без из-
менения вида намотки.
Все приведенные коэффициенты заполнения связаны
между собой определенными соотношениями. Коэффи-
циент заполнения обмотки k3.o равен произведению ко-
эффициента укладки ky и коэффициента заполнения k3<
Л3,о = ky kt, (20)
к 43
Коэффициент ky учитывает плотность укладки прово.
дов при разных видах намотки и зависит также от диа-
метра обмоточного провода [Л.10, 11].
Для шахматной намотки, выполняемой на автомати-
ческих и полуавтоматических станках, £у=0,95—1,05;
для рядовой намотки, выполняемой в аналогичных усло-
виях, fey=0,85—0,95; для «дикой» намотки ky=0,7—0,85.
Большие значения ky относятся к большим диамет-
рам проводов.
Коэффициент заполнения катушки &3.к также может
быть выражен через остальные коэффициенты:
_ Qm Qk _ Qm Qk _ L, ^0C0 .
3‘K~ Q Qk ~ Qk Q ~ 3,0 Q ’
, 0,25nd2 h„cn
J ^ИЗ (^113 + ^из) Q
(21)
Выражение (21) дает возможность оценить влияние
различных факторов на эффективность использования
окна магнитопровода. Сомножитель h0c0/Q учитывает по-
терю площади обмоточного окна на каркас, зазоры меж-
ду каркасом и магнитопроводом, зазоры между обмот-
0 25ttd2
кой и магнитопроводом. Сомножитель -------------:----—
^ИЗ (^из +оиз)
учитывает потерю площади обмоточного окна на изоля-
цию провода и межслоевую изоляцию. Так как толщина
изоляции провода не зависит отего диаметра, то указан-
ный сомножитель тем меньше, чем меньше диаметр про-
вода.
При перемотке катушки, например, на другое напря-
жение или ток в практике часто пользуются коэффици-
ентом заполнения катушки k'3, равным отношению пло-
щади витка с изоляцией, умноженной на число витков,
к площади обмоточного окна катушки:
, О,25лД2; ш
/< = —----U2—
coho
(22)
Коэффициент k'3 менее точен, чем приведенный вы-
ше k3, так как не учитывает воздушные промежутки
между витками, поскольку площадь витка с изоляцией
принята в виде окружности, а не прямоугольника.
По коэффициенту k\ трудно судить о заполнении ок
на активным материалом обмотки, поэтому он не может
44
быть применен для расчета обмоточных данных. Коэф-
фициентом k'3 можно пользоваться при расчете ка-
тушек.
Для расчета укладки проводов в практике можно
пользоваться кривыми рис. 24, где приведено количест-
Рис. 24. Число витков плотной намотки на 1 см2 сечения в за-
висимости от диаметра меди.
1 — ПЭЛ; ПЭВ-1; 2— ПШО; 3—ПЭЛШО; 4-ПШД; 5—ПЭЛБО;
6-ПБД.
во витков в 1 см2 при рядовой намотке, или кривыми
рис. 25, где приведено число витков, укладывающихся на
1 см длины намотки для проводов с различными вида-
ми изоляции. Значения числа витков следует умножить
на коэффициент укладки ky.
Более точный расчет укладки проводов может быть
выполнен в показанной ниже последовательности для
прямоугольной катушки (рис. 21),
45
Высота обмотки h0 равна:
h0 = h — (2бк + А31 + Аз2). (23)
Число витков в одном слое обмотки равно:
Число слоев обмотки
N = w'Lwc. (25)
Рис. 25. Число витков, приходящихся на 1 см длины сплошной
намотки в зависимости от диаметра меди.
/ — неизолированный провод; 2 — ПЭЛ, ПЭВ-1; 3 — ПШО; 4—ПЭЛШО-
5 — ПШД; 6 — ПЭЛБО; 7 — ПБД.
Толщина обмотки с учетом межслоевой изоляции тол-
щиной 6ИЗ равна:
Со = ^з_ + (ЛГ-1)6из. (2б)
/еу
46
Толщина катушки ск с учетом наружной изоляции
катушки равна:
с =сп + 6 +6 Ч-А'. (27)
к 0 1 к 1 из.н 1 3 ' '
Обмотка должна быть выполнена так, чтобы между
ней и магнитопроводом оставался зазор:
Д3 = с — ск = 1,0 — 1,5 мм. (28)
При расчетах ориентировочно могут быть приняты
приводимые ниже значения зазоров (рис. 20, 21):
6к=1,0—3,0 мм — в зависимости от диаметра про-
вода;
биз^О.О!; 0,05 и 0,12 мм при 0,1 (0,1—0,5) и
-0,5 мм соответственно; Д3=0,5 мм; 6Из.н=0,12 мм.
Масса провода катушки G:
G = glnp, (29)
где g— масса 1 м; 1пр— длина провода.
В свою очередь
/пР = ^ри», (30)
где /Ср — длина среднего витка; w — число витков обмот-
ки.
Значения g можно определить по кривым, приведен-
' ным на рис. 26.
Пример 1. Определить число витков, которое может быть уло-
)жено в окне магнитной системы, приведенной на рис. 27. Основные
[размеры: й=40 мм, йо=38,5 мм, с—11 мм, с0=8 мм. Обмотка вы-
полняется проводом ПЭЛ диаметром 0,15 мм, на каркасной катушке
у изоляцией через каждый слой.
Расчет. Окно магнитопровода Q=/ic=40-ll=440 мм2.
Ввиду наличия каркаса, межслоевой изоляции и сравнительно
малого диаметра обмотчного провода выбирается меньшее значение
|*з.к=0,27.
Из (12) число витков
Qk3.K 440-0,27
w = —^зк =------------:----- = 6 800.
0,25лсГ2 0,25-3,14-0,152
Пример 2. Определить число витков, которое может быть
уложено на каркасе, по рис. 27. Обмотка выполняется проводом ПЭЛ
Диаметром 0,15 с изоляцией через каждый слой. Обмотка рядовая.
Расчет. Площадь обмоточного окна катушки QIt (мм2) равна:
QK = huc0= 36,5-8 = 290.
По таблицам определяется </Ив=0,17 мм, <7=0,0177 мм2. Выби-
рается 6из==0,05 мм.
47
1
Из (18)
0,25itd2 i й
k3 =------:--------=0,0177--------------------a 0,5
dU3 (d„3 + «из) 0,17(0,17 4-0,05)
Принимается /гу=0,85:
k3.o — k3 = 0,5-0,85 = 0,425.
Рис. 26. Масса провода в изоляции в зависимости от диаметра
меди.
/ —ПБД; 2 —ПШД; 3 — ПЭЛБО; 4 —ПЭЛШО; 5 — ПШО; 6—ПЭЛ, ПЭВ-1,
Из (15)
Qk k3.o
0,25nd2
290-0,425
0,25-3,14-0,152
= 7 000 (витков).
Пример 3. На каркасе катушки по рис. 27 выполнена обмотка
с u>i = 7000 витков проводом ПЭЛ диаметра 0,15. Определить, какое
число витков t02 можно расположить на этом каркасе, если исполь-
зовать провод ПЭЛ диаметром 0,07 мм.
Расчет. Для выполнения обмотки (из предыдущего примера)
^з1 ~ 0,5,
48
По таблицам определяется для провода ПЭЛ диаметром 0,15 мм
dII32 = 0,085 мм; q2 = 0,00385 мм2;
кзг 0,085(0,085 + 0,05)
то
Поскольку
р ________
(^31 ^у) (^32 ^у)
U'2 = Ц')
*71^32
(^31 Qi)
0,0177-0,338
0,5-0,00385
21 000,
Рис. 27. К примеру расчета
обмоточных данных катушки.
Последний пример может быть решен упрощенно с использова-
нием коэффициента k3t
0,25я^|3 w 0,25-3,14-0,17г-7 000
с0/г0 290
а 0,545;
fe3 со%__________0,545-290
,0,25л ~ 0,0852-3,14 0,25
5. ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ КАТУШЕК
Нагрев катушек. Ток, протекающий в обмотках реле,
вызывает потери электрической энергии в проводе об-
мотки, магнитопроводе и изоляции. Электрическая энер-
гия потерь, превращаясь в тепло, нагревает элементы
реле и рассеивается в окружающую среду. С увеличени-
ем температуры наблюдается ухудшение механических
и электрических свойств изоляции, называемое обычно
старением изоляции. Поэтому в течение всего срока
службы температура элементов реле не должна превы-
шать допустимой.
Для электрических аппаратов допустимой принима-
ется температура, при которой электрическая прочность
изоляции снижается на 50% своего первоначального
значения за время 20000 ч [Л. 9].
4—208
49
Действующими ГОСТ 8865-58 нормируется длительно
допустимая температура для изоляционных материалов
По нагревостойкости изоляционные материалы делятг
на семь классов, приведенных ниже [Л.14]:
Класс................ YA Е В FH
Длительно допустимая
температура, °C . . . 90 105 120 130 155 180 18i
Класс Y — непропитанные и не погруженные в жидкий электро
изоляционный состав волокнистые материалы из целлюлозы и шелк
Данный класс изоляции имеют провода ПБД. ПВО, ПЭШО
ПЭБО.
• Класс А — пропитанные и погруженные в жидкий электроизол,
ционный состав волокнистые материалы из целлюлозы или шелка
Данный класс изоляции имеют провода ПЭЛ, ПЭЛУ, ПЭВ-1
ПЭВ-2, ПЭМ-1, ПЭМ-2.
Класс Е — некоторые синтетические и органические пленки.
Данный класс изоляции имеют провода ПЭТ, ПЭВТЛ-1
ПЭВТЛ-2.
Класс В — материалы на основе слюды (в том числе На оргаии
ческих подложках), асбеста и стекловолокна, применяемые с орган»
вескими связующими и пропитывающими составами.
Класс F — материалы на основе слюды, асбеста и стекловолок
на, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и про
питывающпмн составами.
Класс Н — материалы на основе слюды, асбеста и стекловолок
на, применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими
и пропитывающими составами, кремнийорганические эластомеры
Класс С — слюда, керамические материалы, стекло, кварц, при
меняемые без связующих составов или с неорганическими или крем-
нийорганическими связующими составами.
При токах к. з. допускаются большие температуры,
так как ввиду малой длительности протекания тока
(обычно 1—5 с) существенного старения изоляции при
этом не наблюдается. Поэтому ГОСТ не нормирует до
пустимые температуры притоках к. з., а указывает лишь,
что реле и другие электротехнические аппараты долж
ны быть пригодны к эксплуатации после протекания то-
ка к. з. ограниченной длительности. Для ориентировоч-
ных расчетов допустимые температуры при токах к. з.
могут приниматься равными 200—350 °C [Л.13].
Расчет катушек реле и других электрических апп^ра
тов должен выполняться с учетом допустимых темпера-
тур. В практике тепловых расчетов обычно пользуются
понятием температуры перегрева т, показывающим пре-
вышение температуры аппарата над температурой окру-
жающей среды. В сравнительно узком диапазоне изме-
нения температуры окружающей среды для определен-
50
ных климатических условий допустимо принять величину
температуры перегрева т постоянной, что значительно
упрощает расчеты.
Температура окружающей среды обычно принимает-
ся равной 35°C, а температура перегрева 50—60°C.
В реле постоянного тока нагрев определяется поте-
рями мощности в обмотках, определяемых по выраже-
нию
p = FR. (31)
В свою очередь
R = ^<срШ , (32)
0,25.xd-
где р, — удельное сопротивление (для меди pt =
=0,0175 Ом-мм2/м); /ср— длина среднего витка, м; cl —
диаметр меди обмоточного провода, мм.
Сопротивление обмотки R изменяется с изменением
температуры по закону
R = Ro (1 + «0). (33)
где Ro — сопротивление при 0°С, Ом; 0 — температура
провода, °C; а — температурный коэффициент, постоян-
ный для данного материала (для меди а=0,004 Ом/°С).
Вместо (33) часто пользуются выражением
R = R20 [1 4-<х(6 —20)], (34)
где Rio — омическое сопротивление при 20° С, Ом.
В табл. 8 приведено отношение сопротивлений при
различных температурах t к сопротивлению при 20°С
[Л. 3].
Потери мощности в катушке связаны с геометриче-
скими размерами. В соответствии с (3) коэффициент за-
полнения обмотки k:i.o можно представить отношением
объема Вм, занимаемого медью, к объему окна катуш-
ки VK:
k3.O = (QM <?к) (4р /ер) = К. |/к.
Потери мощности в соответствии с (31) и (32)
Р = /2 °-2^--2 = ppk3 о Ук,
0,25лй2 0,25л42 ° к
(35)
где/= —— -------плотность тока в проводе, А/мм2.
0,25лйа 1
Таблица 8
t, °C °C t, °C ^/•^20
0 0,92 55 1.14 85 1,26
5 0,94 60 1,16 87,5 1,27
10 0,96 <5 1.17 90 1,28
15 0,98 № 1,18 92,5 1,29
20 1,00 67,5 1,19 95 1,30
25 1,02 70 1,20 97,5 1,31
30 1,04 72,5 1,21 100 1,32
35 1,06 75 1,22 102,5 1,33
40 1,08 77,5 1,23 105 1,34
45 1,10 80 1,24 107,5 1,35
50 1.12 82,5 1,25 ПО 1,36
Удельные потери мощности в единице объема катуш-
ки Руд:
Руд = P/VK = /Wo- (36)
В реле переменного тока нагрев определяется поте-
рями мощности в обмотках и в магнитопроводе. Потери
мощности в обмотке рассчитываются по выражению
(31), где вместо сопротивления R следует подставить
активное сопротивление переменному току: R=kRR —
=knk^R, которое больше омического сопротивления R.
Увеличение сопротивления на переменном токе учитыва-
ется коэффициентом добавочных потерь ka. Добавочные
потери обусловлены явлением поверхностного эффекта,
за счет которого плотность тока различна по сечению
проводника и максимальна у поверхности (оценивается
коэффициентом Лп); влияние магнитного поля соседних
проводников оценивается коэффициентом близости k(,.
Однако при частотах, близких к промышленной, до-
пустимо производить расчет потерь мощности в обмотке
по омическому сопротивлению R.
Потери мощности в магнитопроводе реле (потери в
стали) переменного тока обусловлены потерями на ги-
стерезис при циклическом перемагничивании и потеря-
ми на вихревые токи. В шихтованных магнитопроводах
реле переменного тока из пластин электротехнической
стали толщиной 0,35—0,5 мм потери на вихревые токи
малы и составляют около 10% общих потерь в стали.
Обычно при расчетах учитывают полные потери.
52
Таблица 9
Марка стали Толщина пластины, мм Удельные потери, Вт/кг, при В, Т
1,0 1.5 1.7
Э41-Э42 0,35—0,5 1,55—1,2 3,5—2,8 .—
Э43-Э43А 0,35—0,5 1,25—0,9 2,4—2,2 —
Э310-Э320 0,5 1,2—0,7 2,45—1,5 3,2—2,2
В табл. 9 приведены полные удельные активные по-
тери на 1 кг массы магнитопровода при частоте 50 Гц
[Л-3] и различных значениях индукции В.
Энергия, определяемая потерей мощности в реле, рас-
ходуется па его нагрев (Эн) и рассеивается в окружаю-
щую среду (Эр).
Энергия Э„ определяется по формуле
Э„ = сМДт, (37)
где с — удельная теплоемкость, численно равная энер-
гии, необходимой для нагрева единицы массы на один
градус, вт-сек/кг-град; т — масса катушки, кг; Дт—
приращение температуры перегрева катушки за время
М (см. рис. 30).
Энергия Эр, рассеиваемая в окружающую среду, оп-
ределяется теплообменом — передачей тепла нагретой
катушки окружающей среде.
Различают три вида теплообмена:
Теплопроводность — передачу тепла внутри
твердого тела от одной точки с большей температурой
к другой — с меньшей температурой.
Конвекцию — передачу тепла перемещением час-
тиц жидкости или газа. Различают естественную кон-
векцию— движение частиц, вызванное разной плотно
стью нагретых и холодных частиц, и вынужденную —
движение частиц под действием насосов или вентиля-
торов.
Тепловое излучение (лучеиспускание) — пере-
дачу тепловой энергии электромагнитными волнами
В катушках реле передача тепла от слоя к слою
обусловлена теплопроводностью, а с поверхности в ок-
ружающую среду— конвекцией.
Магнитопроводы в реле постоянного и переменного
тока принципиально по-разному влияют на процесс теп
лообмеиа в катушках. В реле постоянного тока тепло
53
с внутренней поверхности катушки передается магните
проводу, который и рассеивает его в окружающую ср<
ду, являясь как бы радиатором. Поэтому наиболее па
гретыми могут оказаться средние слои катушки. В реле
переменного тока магнитопровод сам является источни
ком тепла за счет потерь в стали и может подогревать
внутренние слои обмотки. Поэтому наиболее нагреты
ми могут оказаться ее слои, расположенные ближе к
внутренней поверхности. Катушки реле часто выполни
ются на каркасах из материала с низкой теплопрово:
ностью (например, гетинакс). В этих случаях обмотка
практически теплоизолирована от магнитопровода, по
этому в реле постоянного тока магнитопровод не отво
дит тепло от обмотки, а в реле переменного тока не
нагревает дополнительно обмотку. В этом случае влия
пне магнитопровода обычно не учитывается и при рас
четах принимается, что тепло отводится лишь с боковой
наружной поверхности. Если, однако, в реле постоянно
го тока каркас металлический (например, медная гиль
за в промежуточных реле), то условия отвода тепла
значительно улучшаются, что следует учитывать прь
расчетах. В реле переменного тока при наличии ме
таллического каркаса тепловой режим, наоборот, ухуд
шается.
В практических тепловых расчетах электрических ап
паратов обычно определяется общее количество энергии
Эр, рассеиваемое в окружающую среду
Эр = kT sn тА/, (38
где А/— время протекания тока; sn—полная поверх
пость, с которой отдается тепло в окружающую среду; т=
=6Поп—Оо — температура перегрева поверхности, равная
разности температуры поверхности 0ПОв и температуры 0О
окружающей среды; kT — обобщенный коэффициент теп
лопередачи, учитывающий передачу тепла теплопровод
ностыо и конвекцией и численно равный количеству
тепла, отдаваемому нагретой поверхностью в 1 см2 за
1 с при разности температур нагретой поверхности и
окружающей среды в 1°С, Вт/(см2-°С).
Значение /?т точно определить весьма сложно, так как
катушки реле неоднородны и состоят из металла прово-
да, его изоляции, межслоевой и наружной изоляции и
воздушных промежутков. Учитываемый, в расчетах коэф-
фициент определяется в основном изоляцией, так как
54
теплопроводность проводника значительно превышает
теплопроводность изоляции. При тепловом расчете кату-
шек принимается значение £т=(8—25) ВТ'См2-град.
В [Л. 9] значение kT предлагается определять по фор-
мулам
= 6-101 J/'^: (39)
kT = 3-10~3 l,r/s7 (40)
при поверхности охлаждения 1 <sn< Ю0 см2 и 100<
Рис. 29. Зависимость температуры
перегрева т от времени включен-
ного состояния катушки t.
Рис. 28. Характер изме-
нения температуры пере-
грева т по толщине об-
мотки Cq.
Распределение температуры нагрева по толщине об-
мотки носит сложный характер и определяется при про-
чих равных условиях типом изоляции обмоточного про-
вода и межслоевой изоляции. На рис. 28 приведены ка-
чественные характеристики распределения температуры
т по толщине обмотки с0 при разном типе изоляции об-
моточного провода. При более высоком значении
(кривая 1) и меньшей толщине изоляции происходит
лучший отвод тепла от слоя к слою, что выравнивает
температуру по толщине обмотки и исключает местные
перегревы. Учитывая, например, что для проводов
ПЭВ-2 значение &т в 2 раза выше, чем для ПБД [Л.З],
а толщина изоляции проводов ПЭВ-2 примерно в 2,5 ра-
за меньше, перепад температуры по толщине обмотки,
намотанной ПЭВ-2, примерно в 5—6 раз меньше. Значи-
тельно повышает теплопроводность также пропитка ка-
тушек специальными лаками.
Воздушный зазор между обмоткой и магнитопрово-
дом, необходимый также по условиям электрической
изоляции, значительно увеличивает отвод тепла конвек-
цией.
Тепловые расчеты. Неустановивишмся называется
тепловой режим, при котором температура катушки из
меняется. Изменение температуры может быть вызвано
включением или отключением катушки, а также измене
нием тока в обмотке. Установившимся называется теп-
ловой режим, при котором температура включенной ка-
тушки не изменяется, а все тепло, обусловленное поте-
рями мощности в ней, отдается в окружающую среду.
На рис. 29 представлена качественная зависимость
температуры перегрева т от времени включенного состо-
яния катушки t. В установившемся режиме температура
перегрева равна своему установившемуся значению ту
В неустановившемся режиме т принимает различные
значения в зависимости от времени t.
Энергия Э, определяемая потерей мощности Р в об
мотке за время Д/ в соответствии с (37) и (38), равна-
Э = Эн + Эр;
РД/ = ст Дт + kj sn тДД (411
Если предположить, что после включения катушки
нагрев происходит без отдачи тепла внешней среде (вто-
рое слагаемое в (41) равно нулю), что практически име
ет место в ряде случаев, то ее нагрев будет непрерывно
расти в соответствии с уравнением
РД/В = с/нДт. (42)
За время Д (рис. 29) превышение температуры ка-
тушки Ti относительно начального значения составит:
ЕД
ст
При учете отдачи тепла во внешнюю среду в пра-
вильно рассчитанной катушке через некоторое время
ty после включения наступает установившийся режим
при т=ту. Поскольку температура перегрева не меняет
ся и Дт=0, первое слагаемое в формуле (41) равно
нулю:
Р k? 8П Ту.
5G
Установившееся значение температуры перегрева
ту = Р/(^т8п). (45)
В первом рассмотренном случае при отсутствии отда-
чи тепла во внешнюю среду температура перегрева также
достигла бы значения ту, но уже через меньшее время,
обозначенное Т (рис. 29).
Для времени Т формула (42) примет вид:
РТ /ЛСХ
ту = --. (46)
ст
Подставив в (44) значение ту из (43), получим:
р РТ
— = —; (47)
kr sn cm
Т = — . (48)
Отрезок времени Т, необходимый для нагрева катуш-
ки без отдачи тепла внешней среде до температуры пе-
регрева установившегося режима ту, определяется толь-
ко конструктивными размерами (Л4, sn) и тепловыми
постоянными (с, /?т) и называется постоянной времени
нагрева.
В общем случае, когда имеет место нагрев одновре-
менно с отдачей тепла внешней среде, за время Т катуш-
ка нагревается примерно до 2/з ту. Установившийся ре-
жим практически наступает через время (3—5) Т.
В зависимости от времени, в течение которого ка-
тушка находится во включенном состоянии, различают
следующие режимы работы.
Длительный режим, когда время включенного
состояния больше (3—5) Т.
Допустимое значение тока 7ДЛ при длительном вклю-
чении определяется условием
Ту ТдО||. (49)
Тогда
? Апл Sn Тдоп ’
откуда
7Дл = -1/ *Т.5"ТД°П . ; (50)
57
Рис. 30. Температура пере-
грева т в разных режимах.
I — при длительном режиме с то-
ком /дЛ; 2 — при длительном ре-
жиме с током /кр.
Кратковременный ре-
ж и м, когда время включенно-
го состояния tB меньше (3—
5) /'. В этом случае, если ток
/=С/дл, за время включенного
состояния температура пере-
грева не достигнет установив
шегося значения. Целесообраз-
но, однако, так использовать
катушку, чтобы за время
температура перегрева также
достигла установившегося зна-
чения Тдоп (рис. 30). При этом
ток кратковременного режима
/Кр должен быть больше /дл-
Если бы катушка с током /кр
была включена длительно, то
ее температура достигла бы температуры перегрева
>тДоп- При отключении через время /вк ее температу-
ра будет соответствовать тДОп. На основании решения
уравнений значение /кр определяется по формуле
Повтори о-к р атковремен вы й режим, когда
имеется рабочая часть цикла /Р</у, в течение которой в
катушке проходит ток и она нагревается, и пауза /п<
</у, когда ток отсутствует и она остывает.
В таком режиме также возможно увеличение тока до
значения /пк, большего /дл, определяемого по формуле
(52)
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБМОТОЧНЫХ ДАННЫХ
КАТУШЕК РЕЛЕ
Исходные величины. На подвижную часть электроме-
ханических реле действует вращающий момент, который
58
определяется подведенными к реле электрическими ве-
личинами.
Токи, проходящие в обмотках реле, создают магнит-
ные потоки, замыкающиеся по магнитопроводу, подвиж-
ному элементу и воздушным зазорам между магнитопро-
водом и подвижным элементом.
Магнитные потоки, взаимодействуя с подвижным эле-
ментом (или токами в подвижном элементе), обусловли-
вают вращающий момент.
Значение вращающего момента, необходимое для
действия реле данной конструкции с определенным про-
тиводействующим моментом, определяется намагничива-
ющими силами F, представляющими произведение тока
1 (А) на число витков обмотки
F = Iw. (53)
Намагничивающая сила F обусловливает магнитный
поток в магнитопроводе реле, равный
Ф = Bs, (54)
где В — индукция, Т; s — сечение магнитопровода, м2.
Магнитный поток определяется выражением
Ф = Iwp0 s 6, (55)
где Цо — магнитная постоянная, характеризующая маг-
нитную проницаемость воздушного зазора; 6 — длина
воздушного зазора между подвижным элементом реле и
магнитопроводом.
Для определения магнитного потока в реле перемен-
ного тока обычно пользуются уравнением напряжения
U в комплексной форме:
U = 1R + E-,U = 1R + (56)
где R— активное сопротивление обмотки; f —частота
переменного тока
Здесь первое слагаемое определяет падение напря-
жения на активном сопротивлении катушки, а второе
э. д. с. на ее реактивном (индуктивном) сопротивлении.
Если учитывать, что для обмоток реле переменного тока
активное сопротивление обычно много меньше индуктив-
ного, выражение (56) может быть записано в виде
Длг4,44/тоФ. (57)
59
Обмоточные данные катушки (число витков, диаметр
провода) рассчитываются так, чтобы обеспечить необ-
ходимую намагничивающую силу для срабатывания ре-
ле при допустимой температуре перегрева с учетом ге-
ометрических размеров окна магнитопровода, каркаса,
изоляции обмоточного провода, межслоевой и наружной
изоляции. При определении обмоточных данных исполь-
зуются известные для данного типа реле значения
электрических величин: намагничивающая сила при сра-
батывании Fcp; намагничивающая сила в номинальном
режиме FHOM; ток или напряжение срабатывания /ср,
(7Ср; ток или напряжение в номинальном режиме /ном,
i/ном; мощность срабатывания Fcp", частота переменного
тока /; индукция в магнптопроводе В, а также сечение
магнитопровода s и размеры окна магнитопровода или
размеры катушки.
Предварительное определение допустимых потерь
мощности в катушке по ее геометрическим размерам.
Допустимые потери мощности в катушке могут быть оп-
ределены одним из приведенных ниже способов.
По известным геометрическим размерам катушки оп-
ределяется ее боковая наружная поверхность sn и для
заданной температуры перегрева тДОп по уравнению (45)
допустимая по нагреву мощность
Рд kj Sn Тд .
Допустимая по нагреву мощность может быть опре-
делена и по уравнению (35)
I н ~ /дР^ср Qk ^з.о-
Плотность тока /д обычно принимается [Л.9] для
длительного режима /д^2—4 А/мм2; для повторно-крат
повременного /д^5—12 А/мм2; для кратковременного
/д^13—30 А/мм2.
Допустимая по нагреву мощность может быть опре-
делена и по удельной охлаждающей поверхности sm—
необходимой площади боковой поверхности на 1 Вт
выделяющейся мощности, при которой температура не
превышает допустимой:
I ДОП = ^\Д- -(^8)
При допустимой температуре перегрева тд«50°—60°
syn=8, 10 и 12 см/Вт при /?/£)0<1, 1 и >1 соответст-
венно.
60
Определение обмоточных данных катушек перемен-
ного и постоянного тока последовательного включения.
а) При расчете известными электрическими вели-
чинами являются намагничивающая сила срабатыва-
ния FCp, ток срабатывания /Ср и НОМИНаЛЬНЫЙ ТОК /ном-
Число витков обмотки
™ = ^ср/Лр- (59)
Из условий нагрева при номинальном токе, пользу-
ясь значением допустимой мощности потерь Ря в обмот-
ке можно предварительно определить минимально до-
пустимый диаметр провода
^>7НомУ4-Е^, (60)
где
Р _ Г2 D __ Г2 Р^ср
д ном ном. 0i25nrf2
Значение допустимой мощности потерь определяется
одним из способов предыдущего параграфа. После это-
го по табл. 1 выбирается ближайший больший стандарт-
ный диаметр провода dc.
Для дальнейших расчетов уточняются условия вы-
полнения обмотки: выбирается тип изоляции провода в
соответствии с рекомендациями п. 1 и наличием обмо-
точных проводов; в соответствии с рекомендациями п. 2
решается вопрос о применении межслоевой изоляции;
в соответствии с рекомендациями п. 2 решается вопрос
о способе и типе намотки.
В зависимости от типа намотки выбирается значение
коэффициента укладки ky (п. 5).
По выражениям (18) или (19) определяются коэф-
фициент заполнения k3 и коэффициент заполнения об-
мотки k3.0—kyk3.
По формуле (15) уточняется число витков w, которое
может быть расположено в окне катушки QK при вы-
бранных условиях выполнения обмотки
— IT • VJi,
0,25nd^
Полученное значение w' должно быть не меньше w,
определенного по выражению (59). Если w'<w, то сле-
61
дует изменить тип изоляции провода, межслоевую изо-
ляцию или способ и тип намотки.
Расчет укладки проводов может быть произведен в
соответствии с выражениями (23) — (27).
б) При расчете известными электрическими величи-
нами являются мощность срабатывания Рср, ток сраба-
тывания /ср и номинальный ток /ном.
Число витков обмотки w определяется на основании
приводимых ниже выражений:
0,25л</2и> = QM;
Qm ~ ^з.о Фк»
р - - /- р — plcpw~ II .
с₽ ср 0,25ш/2а> СР’
р _ J2 РЙ'Р 0)2 .
ср ср(*з.0<2к)’
W = — 1/ Рср ka^. (62)
^ср • (р/ср)
Значение k3.o выбирается ориентировочно по рис: 23.
Из условия нагрева при номинальном токе предва-
рительно по (60) определяется диаметр провода. • Далее
расчет производится в соответствии с изложенным в п.
«а»
Дополнительно проверяется значение w по (61) с уче-
том уточненного k3.0. При необходимости расчет прово-
дится повторно.
Определение обмоточных данных катушек парал-
лельного включения реле постоянного тока.
а) При расчете известными электрическими величи-
нами являются намагничивающая сила срабатывания
/"ср и напряжения срабатывания UVI, и номинальное
Дном. Диаметр провода определяется на основании при-
водимых ниже выражений:
(63)
откуда
Р б ср W
Рср
ИЛИ
Р^ср ш Ugp
0,25nd3 ” Fcp ’
62
откуда диаметр провода
d = 1 / 4Fcp pZc.p . (64)
Г 1'сР л
По табл, 1 выбирается ближайший стандартный диа-
метр провода d,:.
Из условий нагрева при номинальном напряжении
определяется число витке в пу:
и , 0,25mF
п _ ином _ IJ2 с .
д R ном (>ZCpW ’
См
• W =-------------.
Р д РСр
Далее расчет производится, как описано выше.
Следует отметить, что для катушек параллельного
включения реле постоянного тока следует весьма тща-
тельно подбирать диаметр провода d, что следует из
анализа выражения (64).
Средняя длина витка /ср относительно мало изменя-
ется при изменении диаметра d, и ее можно принять по-
стоянной.
Тогда
d^VF^TTCpa, (66)
где
а — 2 Ур/ср,л st const.
Поэтому если не удается выбрать стандартный диа-
метр провода d0 близким к расчетному d, выполнение
реле с заданными намагничивающей силой срабатыва-
ния FOp и напряжением срабатывания t/cp затрудни-
тельно.
б) При расчете известными электрическими величи-
нами являются мощность срабатывания Рср, напряжение
срабатывания t/гр и номинальное напряжение Ином-
Диаметр провода определяется из соотношения
р — С _ ту2 0,25 л tf- w
ср R ср р/сри» w
Так как
... ^3-0 <?к
W = -----,
0,2nd2
63
то
о _ п (0,25nd2)2
^ср vcp
Р^ср ^з-о Qk
И
0,25л<? = 9 = I / Р/Ср й3.о QK . (67)
Значение k3.0 выбирается ориентировочно по рис. 23.
После определения по (67) диаметра d (или сечения q)
следует уточнить значение k3.0 и вновь определить d. По
табл. 1 выбирается ближайший стандартный диаметр
провода dc. Число витков определяется по (65).
Далее расчет производится, как указано выше.
Диаметр d (или сечение q) при заданных РСр и t7Cp
для катушек параллельного включения реле постоянно-
го тока также является практически величиной постоян-
ной и должен подбираться весьма тщательно.
Определение обмоточных данных катушек парал-
лельного включения реле переменного тока. При расчете
обычно известны частота переменного тока f, сечение
магнитопровода s, амплитудное значение магнитной ин-
дукции Вт напряжения срабатывания U(p и номиналь-
ное Дном. Число витков определяется из (57):
б'ср
W = -------------------------—--- .
. 4,44fsBm
По допустимой мощности потерь РЛ=и2ты/В
деляется диаметр провода
d = л/ w
V 0,25^омл‘
По табл 1 выбирается ближайший больший
дартный диаметр dc.
После определения уточненного значения k3.0 опреде-
ляется диаметр d', при котором в окне катушки можно
расположить рассчитанное по (68) число витков w:
d = (fe3.oQ) (0,25лк). (70)
(68)
опре
(69)
стан
Полученное значение d' должно быть не меньше dc,
выбранного по табл. 1.
Пересчет обмоточных данных при изменении значе-
ний электрических величин. Обычно по известным дан-
йч
ным катушки wh di, qi, k3.oi,QM, PcVi при C/,IOmi (/»>») .
или t/Cpi (/Cpi) требуется определить w2, d2, q2, k3.o2, Qk2,
Pcp2 ПрИ Ддом2 (Лгомг) ИЛИ C\p2 (/срг)-
Часто дополнительно выполняются условия
^СР1 ^Н0М1 ^ср2Д^Н0М2" ^Cpl А1ОМ1 ^ср2 ^НОМЗ- (71)
Катушки последовательного включе-
ния реле постоянного тока. Для заданной конструкции
при пересчете приняты постоянными величины. FCpi =
= 7?срг^^^ср; Qki — Qk2=Qk-
Тогда
/cpi^'i = /ср2^2 и №2 = №1/ср17ср2. (72)
Искомый диаметр d2 определяется из (60):
d2 — I 7ном2 Iном!- (73)
После определения по (73) d2 можцт быть определе-
но значение k3p2. При известном k3.o2 более точно d’2
определяется по выражению (61):
== di
Т'з-ог 7|юм2
^З.О1/7нОМ1
(74)
Мощность, потребляемая при срабатывании, из ус-
Р 1“ R
ловий —— и в соответствии с (72) и (74)
Д р-2 /~р2 /?2
равна
Т*ср2 ^з.о! 7*3.02 COIlst,
(75)
т. е. изменяется лишь за счет изменения коэффициентов
заполнения и практически может быть принята посто-
янной.
Катушки параллельного включения
реле постоянного тока. При пересчете остаются неизмен-
ными Fcpl = Kcp2 = 7*cpJ Qk1 = Qk2— Qk-
В соответствии с (64)
d2 = dt ]/ Ucpl ДСр2- (76)
После определения по (76) d2 уточняется значение
- Ьз.о2-
Число витков w2 рассчитывается с учетом (61) и
(76) и равно;
= W1 t (77)
^3-01 Ucpi
5—208
65
или упрощенно, если пренебрегать изменением k3.0,
(78)
Рис. 31. Упрощенная век-
торная диаграмма электро-
магнитного реле напряже-
ния переменного тока.
/Мощность, потребляемая обмотками при срабатыва-
нии, в соответствии с (76) и (77)
р — р h h
1 Ср2 1 Cpl ^3-01 ^3.02’
Следует отметить, что при пересчете катушек парал-
лельного включения реле постоянного гока диаметр про-
вода dc, выбираемый по табл. 1.
должен быть весьма близок
к расчетному. При значптель
ном отклонении диаметра d,
от расчетного не будут обеспе
чены заданные параметры
(7ср2 И t/noM2-
Катушки реле пере-
менного тока. Помимо ве-
личин, рассмотренных при пе-
ресчете катушек постоянного
тока, в случае реле переменно
го тока обычно задаются также
полная мощность обмотки
£об= (ЛгомЛюм II COS ф=Р/Sой.
Поэтому возможно большее
количество различных сочета-
ний величин, принимаемых при
расчете постоянными.
четкие соотношения получаются,
Наиболее простые и
если принять постоянными [Л. 15]
^СР1 = ^ср2 = ^сР; cos фт = cos ф2 = cos ф; Д = = f.
Из векторной диаграммы реле (рис. 31), построен-
ной в соответствии с (56), следует, что при неизменном
1'1 Ег 4,44 fez;,ф
угле ф справедливо отношение —1 = — =---------—— ,
£2 4,44/и^Ф
откуда
= u/j U2 Ut.
С другой стороны,
Лр1 Wl = ^cp2W2
и
(79)
(80)
= гМср! 7ср2
66
Из (79) и (80)
^l^cpl &2^ср2,
*^об1 *^об2 ~ ^об\ 1 /О 1 \
р^р^р. I (81)
При принятых исходных постоянных величинах ока-
зываются также постоянными S06 и Р; последнее исклю-
чает необходимость проверочных расчетов ио нагреву.
Однако окно катушки, занятое обмоткой, может при
пересчете оказаться различным (QKi и Qk2), так как его
постоянство не принято в исходных условиях.
Для катушек последовательного включения число
витков определяется по формуле (80).
Сечение q (или диаметр d) обмоточного провода мо-
жет быть определено на основании (81):
Л pi _ ^cpi __ ।.
рсР2 /2р2 r.2
zcpi р/ср к>1 °’25jTd2 = j (82)
/‘-'р2 0,25лФ( Р/срИ'г
С учетом (80)
d^dyVT^T^. (83)
На основании (61)
и>| = Qki *3-01 °’25л^ '
0,25л4[ Qk2 ^3-02
и с учетом (80) и (83)
Qk2 ~ QkI ^3-01 ^3.02- (64)
Заполнение обмоткой окна катушки при принятых
исходных данных обратно пропорционально коэффици-
енту заполнения. Поэтому в результате расчета может
оказаться, что окно не будет полностью использовано,
либо не уложатся рассчитанные витки и потребуется по-
следующая корректировка расчета.
Для катушек параллельного включения число витков
определяется по (79).
5*
67
Сечение обмоточного провода q или диаметр d могут
быть определены на основании (81):
Р1 _ Цюм! ^2 _ ।
*1 <4м2
С учетом (79)
^2 ^Л1ОМ2‘ (85)
Окно, занимаемое обмоткой, определяется уравнени-
ем (84).
Если при пересчете катушек реле переменного тока
задаться, как и для реле постоянонго тока, постоянством
намагничивающей силы срабатывания и окна QK, зани-
маемого обмоткой, то для катушек последовательного
включения диаметр провода и мощность при срабаты-
вании определяются выражениями (74), (75), а число
витков — (80).
Однако полные мощности, теряемые в обмотках, мо-
гут существенно отличаться за счет изменения значения
cos <р;
^НОМ! Д1ОМ1 COS _ ^3-02 COS tyt
*$Н0М2 ^Н0М2 COS <р2 &3.01 COS g
Для катушек параллельного включения, кроме того,
будет появляться ошибка при пересчете числа витков по
(79), так как при изменении cos<p отношение напряже-
ний не равно отношению э. д. с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ОБМОТОЧНЫЕ ДАННЫЕ КАТУШЕК ОСНОВНЫХ РЕЛЕ
Т а б л и ц а ПЫ
Электромагнитные реле тока и напряжения
Исполнение реле Пределы уставок Число витков на каждой катушке Диаметр про- вода по ме- ди, мм Вид изоляции
РТ 40/0,2 0,05—0,2 780 0,44 ПЭВ-2
РТ 40/0,6 0,15—0,6 250 0,8 ПЭВ-2
РТ 40/2 0,5—2 75 1,16
РТ 40/6 1,5—6 25 2,02
РТ 40/10 2,5-10 15 2,26 Два слоя обмотки из
РТ 40/20 5—20 8 2,26 стекловолокна с пропит-
РТ 40/50 12,5—50 3 2,63 кой теплостойким лаком
РТ 40/100 25—100 2 2,63
РТ 40/200 50—200 1 2,63
PH 53/60 15-60 2000 0,25 ПЭВ-2
PH 53/200 50—200 6500 0,13 ПЭВ-2
PH 53/400 100—400 1400 0,09 ПЭВ-2
Таблица ГН-2
Реле времени постоянного тока типа ЭВ 112—ЭВ 144
уном. в Число витков Диаметр провода по меди, мм Вид изоляции
24 2 000 0,44
48 ПО 4 250 9 800 0,31 0,2 ПЭВ-2
220 18 900 0,14
69
Таблица П1 -3
Реле времени переменного тока типа ЭВ 214—ЭВ 244
"иом. В Число витков Диаметр провода по меди, мм Вид изоляции
НО 2 350 0,29
220 5 000 0,25 ПЭВ-2
380 8 200 0,8
Таблица П1 5
Реле времени переменного тока типа ЭВ 217—ЭВ 247,
ЭВ 218—ЭВ 248, ЭВ 215—ЭВ 245
В'ном, В Число витков Диаметр провода по меди, мм Вид изоляции
100 2 000 0,23
127 2 550 0,21 ПЭВ-2
220 4 400 0,15 -
380 7 600 о,н
Таблица П1-5
Реле промежуточные
Реле Номинальные данные Обмотка после- довательная Обмотка параллельная
Напря- жение, В Ток, А Число витков Диаметр провода ПЭВ-2 Число ВИТКОВ Диаметр п ровода ПЭВ-2
РП-211 ПО — — — 4 500 0,17
РП-212 220 — — — 9 000 0,12
1 72 0,38
НО 2 36 0,55 4 400 0,14
РП-213 4 18 0,8

1 72 0,38

220 2 36 0,55 8 650 0,1
4 18 0,8
12 _ 2 400 + 100 0,38
РП-23 24 — — —. 5 400 + 250 0,27
48 — — .— 9 000 + 500 0,19
РП-24 100 — — — 21 000 1-700 0,12
220 — — —• 35000 + 2 000 0,09
70
Продолжение табл. .П1-;
Реле Номинальные данные Обмотка после- довательная Обмотка параллельная
Напря- жение, В Ток, А Число витков Диаметр провода ПЭВ-2 Число витков Диаметр провода ПЭВ-2
1 650 0,41
24 2 325 0,59 3 600 + 75 0,17
4 165 0,86
1 650 0,41
48 2 325 0,59 7 500-1 150 0,12
РП-232 4 165 0,86
1 650 0,41

НО 2 325 0,59 16 500 ±300 0,08
4 165 0,86
1 650 0,41
220 2 325 0,59 32 900 0,05
4 165 0,86
24 1 300 0,41 1 700 + 35 0,29
2 150 0,59
4 75 0,8
48 1 300 0,41 3 300 + 70 0,21
2 150 0,59
РП-233 ПО 4 1 75 300 0,8 0,41 7 400+150 0,14
2 150 0,59
4 75 0,8
220 1 300 0,41 14 500 + 300 0,1
2 150 0,59
4 75 0,8
24 . . 3 400 0,23
РП-251 48 ПО — — — 7 000 16000 0,17 0,11
220 — — — 28 000 0,08
24 2 750 0,23
48 — — — 5 500 0,17
РП-252 НО — — — 12 500 0,11
220 14 800/10 200 0,17/0,09
71
Продолжение табл. П1-5
Реле Номинальные данные Обмотка после- довательная Обмотка параллельная
Напря- жение, В Ток, А Число витков Диаметр провода ПЭВ-2 Число витков Диаметр провода ПЭВ-2
24 1 2 4 8 100 50 25 13 0,59 0,8 1,0 1,25 1 200 0,21
РП-253 48 1 2 4 8 100 50 15 13 0,59 0,8 1,0 1,25 2 400 • 0,15
110 1 2 4 8 100 50 25 13 0,59 0,8 1.0 1,25 5 500 0,13

220 1 2 4 8 100 50 25 13 0,59 0,8 1,0 1,25 11 000 0,07
РП-254 ПО 1 2 3 4 650 325 165 83 0,47 0,64 0,93 1,33 10 900 0,07
Примечали я! 1. В реле РП-211-Г-РП-213 последовательно с параллель-
ной обмоткой включено добавочное сопротивление.
2. Реле РП-213 н РП-233 имеют две последовательные обмотки с одинако-
выми данными.
3. Реле РП-253 имеет три последовательные обмотки с одинаковыми дан-
ными.
4. Реле РП-253 н РП-254 имеют демпферные обмотки со следующими дан-
ными: провод ПЭВ-2 диаметром 0,41 мм, rc/=1000 и диаметром 0,47 мм, w=*
•=600 соответственно.
72
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ОБМОТОЧНЫЕ ДАННЫЕ КАТУШЕК ПРУЖИННЫХ
ПРИВОДОВ
Таблица П2-1
Реле напряжения н электромагниты привода П П-67
Электромагнит, реле Номи- нальное напряже - ние, В Диаметр провода ПЭЛ (ПЭВ-2) Число витков Омическое сопротивле- ние, Ом
Электромагнит дистан- ционного включения: постоянного тока 24 0,67 800 3,8
36 0,55 1 170 8,2
48 0,47 1500 14,2
ПО 0,31 3 500 78
220 0,23 7 150 295
переменного тока 100 0,49 1300 11,3
127 0,44 1 550 16,4
220 0,33 3 000 38
380 0,25 5 000 178
Электромагнит дистан- ционного отключения: постоянного тока 24 0,74 760 3,0
36 0,62 1 140 6,5
48 0,53 1500 11,6
ПО 0,35 3 500 63
220 0,25 7 000 250
переменного тока 100 0,57 1250 8,3
127 0,51 1 550 12,0
220 0,38 2 600 39
380 0,29 4 650 120
Электромагнит релейного отключения: постоянного тока 24 0,53 830 6
36 0,44 1240 12,8
48 0,38 1 650 23
ПО 0,25 3 800 122
220 0,17 7 600 325
переменного тока 24 0,35 1 850 30
127 0,31 2 300 48
220 0,25 4 000 135
380 0,19 7 000 395
Реле РНВЛ-10 110 0,47 2 700 33
127 0,41 3 480 54
220 0,31 6 000 160
390 0,23 10 300 480
73
Таблица П2-2
Реле тока и электромагниты привода П П-67
Токовый электро- магнит отключения, реле Ток, А Диаметр провода ПЭВ-2 Число витков
ТЭО-1 тэо-п 1,5 3,0 0,9 1,08 900 450
Реле PTM-I 5 7,5 10 14 1,56 257 184 155 92
РТМ-П 10 15 20 25 1,81 150 86 75 68
PTM-III 30 40 50 60 1,81 76 69 57 30
PTM-IV 75 100 125 150 2,44 55 51 36 20
PTB-I 5 6 7,5 10 1,81 307 258 218 156
РТВ-П 10 12,5 15 17,5 2,44 151 120 106 92
PTB-III 20 25 30 35 2,44 69 59 52 48
74
Таблица Г12-3
Реле напряжения, тока и электромагниты привода КППМ (Г1ПК-63)
Электромагнит, реле Номинальное напряжение, В Ток, А Диаметр про- вода ПЭЛ (ПЭВ-2) Число витков Омическое со п роти вл е- 1 ние, Ом
Электромагнит включе-
ния и отключения:
постоянного тока 24 6,5 1,0 I 100 3,7
48 6,5 0,69 1 190 7,4
110 3,06 0,44 2 720 36
220 1,40 0,31 3 220 136
220 0,65 0,15 5 500 336
переменного тока 100 2,9 0,51 830 7,33
127 3,8/2,5 0,38 1 100 17,4
220 2,2/1,5 0,29 1 870 52,8
380 0,95/0,65 0,2 3 500 210
Отключающий электро- -— 3,5 1,35 350 0,58
магнит, работающий от трансформатора ТКБ-1
Реле РТМ — 5/15 1,81 220 0,2
» PH В 110 — 0,44 2 720 „8,9
» РТВ — 5 1 ,81 300 0,3
— 6 250 0,236
— 7 215 0,195
— 8 188 0,166
— 9 167 0,143
— 10 150 0,127
Таблица П2-4
Электромагниты привода ПП-61
Электромагнит Номинальное напряжение Диаметр провода ПЭЛ(ПЭВ-2) Число витков
Дистанционного включе- ния: постоянного тока 24 0,8 2 000
36 0,67 3 000
48 0,57 4 000
НО 0,38 9 000
120 0,27 17 000
переменного тока 100 0,57 1 525
127 0,51 1 950
220 0,38 3 330
75
Продолжение табл. П2-4
Электромагнит Номинальное напряжение» В Диаметр провода ПЭЛ( ПЭВ-2) Число витков
Дистанционного отклю- чения: постоянного тока 24 0,86 1 700
36 0,69 2 650
48 0,62 3 300
НО 0,41 7 500
220 0,29 15 000
переменного тока 100 0,74 1220
127 0,64 1 550
220 0,53 2 650
Релейного отключения независимого питания: постоянного тока 24 0,57 2 150
36 0,47 3200
48 0,41 4 200
110 0,27 9 500
220 0,19 19 500
переменного тока 100 0,44 2 050
127 0,41 2 600
220 0,31 4 500
Таблица П2-5
Электромагниты привода выключателя ВМП-10П
Элект ром а г н н т Номинальное напряжение, В Диаметр п ровода ПЭВ-2 Число витков Омическое сопротив- ление, Ом
Включения и отключе- ния: постоянного тока 24 0,41 415 4,8
48 0,35 850 14,9
110 0,2 1 600 87,5
220 0,15 3 220 311
переменного тока 100 0,57 850 7,3
127 0,38 1 100 18
220 0,29 1 870 51
76
Таблица П2-6
Реле привода выключателя ВМП-10П
Реле Ток. А Диаметр провода ПЭВ-2 Число витков Омическое сопротивление, Ом
5 260 0,27
6 225 0,237
PTB-I 7 8 1,81 195 165 0,202 0,178
9 145 0,148
10 138 0,132
11 120 0,087
12 ПО 0,078
РТВ-П 14 15 2,24 100 85 0,072 0,068
18 72 0,06
20 62 0,055
20 65 0,057
22 61 0,054
РТВ-Ш 24 27 2,26 56 52 0,051 0,048
30 48 0,043
35 42 0,038
п р имечаине. Обмоточные данные катушки реле РНВ одинаковы для
всех приведенных выше приводов.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ОБМОТОЧНЫЕ ДАННЫЕ КАТУШЕК ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ
ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Тип выключателя Номинальное напряжение, В Марка про- вода Диаметр провода, мм
ВВН-110 ВВН-35 ВВН 154 ВВН 220 220 ПЭЛ-1 0,35/0,39
Число вит- ков Сопротивле- ние обмотки, Ом Соединение электромагнитов трех фаз
1900 (20 ря- дов) 54+3% —8% Раздельное или параллельное
77
Продолжение прилож. 3
Тип выключателя Номинальное напряжение, В Марка прово- да Диаметр провода, мм Число вит- ков Сопротив- ление об- мотки. Ом Соединение электромагнитов трех фаз
ВВН-110 ВВН-154 ВВП-220 В В -220 ПО ПЭЛ-1 0,64/0,68 800 (15 Ри- дов) 81+2% 81 - 8% Последовательное
ВВН-35 ВВН-110 ВВН 154 В В-220 ПО ПЭЛ-1 0,51/0,56 1 005 (14 ря- дов) 16 з+3% -8% Раздельное или параллельное
ВВН-110 ВВН-154 В В 220 ПО ПЭЛ-1 0,96/1,02 365 (10 ря- дов) 1 6в+3% l,bS_8% Последовательное
ВВ 35 ВВН-35 ВВ-15/5500 220 ПЭЛ-1 0,38/0,41 1 850 4g-f-1.47 —3,92 Раздельное
ВВН-35 ПО ПЭЛ-1 0,51/0,56 1 150 18 fi+3% 8% То же
ВВН-110 В В-220 ВВН-220 ВВН-330 В В-400 ВВ-500 220 1-я обм. ПЭЛ-1 2-я обм. пшлк 0,51/0,56 0,51/0,64 660 (10 ря- дов) 102 (2 ря- да) 10±2 45+2 Раздельное или параллельное (электромагниты с форсировкой)
В В-2503 ПО — — — 31,3+2 Раздельное или параллельное
В В-4001 В В-2503 В В-4001 ВВ-15/600 220 — — — 62,6±2 14,8+2’ ? —и, о 44+2 Последовательное или раздельное
78
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ступель Ф. А. Расчет и конструкция электромагнитных реле.
Л., Госэнергоиздат, 1950, 310 с.
2. Геращенко Г. В. Справочное руководство по изготовлению
катушек электроаппарата. Л., Госэнергоиздат, 1956. 80 с.
3. Никитский В. 3. Маломощные силовые трансформаторы. М.,
«Энергия», 1968. 85 с.
4. Свердлов Я. П. Пособие лаборанту по электроизоляционным
материалам. Л., «Судостроение», 1970, 160 с.
5. Пешков И. Б. Эмалированные провода. М., «Энергия», 1968.
90 с.
6. Кабыстииа Г. Ф. Обмоточные провода с волокнистой изоля-
цией. М., «Энергия», 1968. 80 с.
7 Р. Пик и Г. Уэйгар. Расчет комму гационных реле. Л., Госэнер-
гоиздат, 1961, 575 с.
8 Гордон А. В. и Сливинская А. Г. Электромагниты переменного
тока. М., «Энергия», 1968. 280 с.
9. Гордон А. В. и Сливинская А. Г. Электромагниты постоянного
тока. Л., Госэнергоиздат, 1960. 320 с.
10. Белопольский И. И. и Пикалова А. Р. Расчет трансформато-
ров и дросселей малой мощности. Л., Госэнергоиздат, 1963. 270 с.
11. Чунихин А. А. Электрические аппараты. М., «Энергия», 1907.
450 с.
12. Буйлов А. Я. Основы электроаппаратостроения. Л., Госэнер-
гоиздат, 1946. 320 с.
13. Буль Б. К., Буткевич Г. В. и др. Основы теории электричес-
ких аппаратов. М., «Энергия», 1970. 310 с. (Под редакцией Г. В. Бут-
кевича).
14. Электротехнический справочник под общей редакцией про-
фессоров МЭИ Т. Ill, М., «Энергия», 1971. 320 с.
15. Сидлик Л. 3. Измерения при наладке воздушных выключате-
лей. М , «Энергия», 1965. 76 с.
I
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................ 3
1. .Материалы, используемые для из-
готовления катушек............ 5
2. Изготовление катушек .... 19
3. Проверка, испытание и ремонт ка
тушек . 31
4 Геометрия катушек. Коэффициен-
ты заполнения . ... 38
5. Тепловые расчеты катушек ... 49
6. Определение обмоточных данных
катушек реле...................... 58
Приложения....................... 69
Список литературы................ 71
X
а

Цена 16 коп.