Автоматични превключватели - устройство и принцип на действие. Разновидности и монтаж на изключватели на автоматични прекъсвачи Електронно освобождаване

Като се използва верижни прекъсвачимногократна защита на електрически инсталации срещу късо съединение и претоварване. В някои случаи тези устройства могат да работят в случай на неприемливи спадове на напрежението и други необичайни условия. Една от основните характеристики на устройството е токът на освобождаване на прекъсвача. За да разберете правилно значението на този параметър, е необходимо да знаете какво е освобождаване и как работи.

Цел и принцип на действие на освобождаванията

Директната електрическа верига се осъществява с помощта на подвижни и неподвижни контакти. В подвижния контакт има пружина, която осигурява бързо освобождаване на контактите. Има два вида освобождавания за задействане на освобождаващия механизъм.

Термично освобождаване, всъщност е биметална плоча, която се нагрява при протичане на ток. Когато токът надвишава допустимата стойност, плочата се огъва и механизмът за задействане започва да работи. Времето му на работа зависи от тока. Минималната стойност на електрическия ток при работа на освобождаването е 1,45 от зададената стойност на тока. Работата се регулира с помощта на специален регулиращ винт. След като плочата се охлади, машината ще бъде напълно готова за последваща употреба.

Електромагнитно освобождаванеима мигновено действие и е другото име на cutoff. Това е соленоид с подвижна сърцевина, който задейства механизма за задействане. Когато токът протича през намотката, сърцевината се изтегля ако текуща стойностнадхвърля посочения праг. Работата се извършва незабавно, в тези случаи излишъкът от електрически ток може да бъде 2-10 пъти над номиналната стойност.

Характеристика на тока на освобождаване

Токът на освобождаване на прекъсвача има определена стойност, при която устройството автоматично се изключва. Тази стойност се определя от продукта номинален токв главната верига и стойността на настройката на работния ток. Контролната точка може да бъде фабрично зададена или ръчно регулирана.

Токът в термичното освобождаване не трябва да надвишава номиналната стойност. Веднага щом номиналната стойност бъде превишена, машината ще се изключи. Скоростта на реакция е напълно зависима от времето на преминаване на електрически ток с превишен рейтинг.

Електромагнитното освобождаване се задейства моментално, това е типично главно за късо съединение в защитената линия.

Тестване на машини ABB, Hager и EKF

Как работи прекъсвачът

Нормалният режим на работа на машината при номинален или нисък ток. Работният ток преминава през горния извод на машината, през контакта на окачването, през намотката електромагнитно освобождаване, след това преминава през термичния механизъм на освобождаването и долната клема на машината. Ако токът надвишава номиналната стойност, се активира електромагнитна или термична защита.

Разновидности на прекъсвачи

За да се предпази от свръхток, машината използва термично освобождаване като защита от претоварване - това е биметална тясна лента от плоча, сглобена от два вида сплави с различни коефициенти на топлинно разширение.

Композитната биметална плоча се нагрява от протичащия ток и се огъва към метала с малко разширение. Когато токът е по-голям от номиналната стойност, тогава с времето плочата се огъва толкова много, че това огъване е достатъчно, за да реагира термичната защита. Времето, в което освобождаването реагира зависи от степента на излишък спрямо номиналния ток.

При значително увеличение от текущия рейтинг термичната защита ще изключи машината по-бързо, отколкото при малък излишък от рейтинга. Вторият тип защита на машината се задейства от късо съединение в товара - това е електромагнитно освобождаване. Състои се от медна намоткас метална сърцевина. По отношение на големината на преминаващия ток, електромагнитното поле на намотката също се увеличава, което магнетизира стоманената сърцевина.

Демонстрация на машинни механизми

Магнетизираното ядро се привлича, преодолявайки силата на пружината, която го държи, избутва механизма електромагнитна защитаи прекъсва контакта. Номиналният ток и малко по-високият ток не са достатъчни, за да може намагнитването на сърцевината да задейства освобождаващия механизъм. Течение късо съединениесъздава намагнитване на ядрото, достатъчно за изключване на машината за стотни от секундата или дори по-малко.

Защита на машината при различни претоварвания

Механизъм термично освобождаване няма да работи с малък и къс ток над номиналния ток. При дълга продължителност на тока, по-голяма от номиналната, термичното освобождаване ще работи. Времето за изключване на машината с термична защита може да бъде до час.

Механизми за прекъсвачи

Времезакъснението ви позволява да не изключвате машините със значителни стартови токове на двигателя и краткотрайни токови удари. термичните изпускания също зависят от температура на околната среда. При повишени температури термичната защита ще работи по-бързо, отколкото в студа.

Можете да предизвикате претоварване, като включите няколко домакински уреда - това е чайник, пералня, климатик, ел. печка. При претоварване машината се изключва, но е невъзможно да я включите веднага, трябва да изчакате биметалната плоча да се охлади.

Работата на машината при късо съединение

Големите токове на късо съединение могат да стопят кабелите или да изгорят изолацията. За да спестите електрическо окабеляване, използвайте електромагнитно освобождаване. В случай на късо съединение, механиката на електромагнитното освобождаване работи незабавно, защитавайки електрическото окабеляване и няма време да се нагрее.

По време на отварянето на контактите обаче се появява електрическа дъга с огромна температура. Дъговият улей е предназначен да предпазва от изгаряне на контактите и разрушаване на корпуса. Структурно камерата се състои от елемент с набор от медни тънки пластини с малка междина.

Електромагнитна и термична защита на прекъсвача

Електрическа дъга, докосваща комплекта плочи Меден проводниксвързан към контакта, разпада се на парчета, изстива и изчезва. При късо съединение се образуват газове, които излизат през отворите на камерата. За да активирате отново машината, трябва да отстраните причината за късото съединение, в противен случай машината отново ще спре.

Виновникът на късото съединение може да се определи чрез последователно изключване домакински електроуреди. Но ако след изключване на всички устройства късото съединение не изчезне, тогава има голяма вероятност той да произхожда от електрическото окабеляване. Състояние на късо съединение може да причини електричество осветлениекойто също трябва да бъде деактивиран.

Прекъсвачите са устройства, чиято задача е да предпазват електрическата линия от въздействието на мощен ток, който може да причини прегряване на кабела с по-нататъшно топене на изолационния слой и пожар. Увеличаването на силата на тока може да бъде причинено от твърде голямо натоварване, което се случва, когато общата мощност на устройствата надвишава стойността, която кабелът може да издържи в напречното си сечение - в този случай машината не се изключва веднага, а след като телта се нагрява до определено ниво. По време на късо съединение токът се увеличава многократно за част от секундата и устройството незабавно реагира на него, като моментално спира подаването на електричество към веригата. В тази статия ще ви разкажем какви са видовете прекъсвачи и техните характеристики.

Автоматични защитни превключватели: класификация и разлики

В допълнение към устройствата за остатъчен ток, които не се използват индивидуално, има 3 вида прекъсвачи. Работят с товари различни размерии се различават един от друг по своя дизайн. Те включват:

Модулен AV. Тези устройства са монтирани в битови мрежив които текат малки течения. Обикновено имат 1 или 2 стълба и ширина, кратна на 1,75 cm.

Превключватели за лято. Предназначени са за работа в индустриални мрежи, с токове до 1 kA. Изработени в лят калъф, поради което са получили името си.
Въздух електрически машини. Тези устройства се предлагат с 3 или 4 полюса и могат да издържат на токове до 6,3 kA. Използва се в електрически вериги с инсталации с висока мощност.

Има и друг вид прекъсвач - диференциален. Ние не ги разглеждаме отделно, тъй като такива устройства са обикновени прекъсвачи, които включват RCD.

Видове издания

Изданията са основните работещи компоненти на АВ. Тяхната задача е да прекъснат веригата при превишаване на допустимата стойност на тока, като по този начин спрат подаването на електроенергия към нея. Има два основни типа на тези устройства, които се различават един от друг по принципа на разединяване:

Електромагнитна.
Термичен.

Електромагнитният тип освобождаване осигурява почти мигновено задействане на прекъсвача и изключва участъка от веригата, когато в него възникне късо съединение на свръхток.

Те представляват намотка (соленоид) със сърцевина, която се изтегля навътре под въздействието на голям ток и предизвиква задействане на изключващия елемент.

Основната част на термичното освобождаване е биметална плоча. Когато през машината преминава ток, който надвишава номиналната стойност защитно устройство, плочата започва да се нагрява и, като се огъва настрани, докосва изключващия елемент, който работи и изключва веригата. Времето за задействане на термичното освобождаване зависи от големината на тока на претоварване, преминаващ през пластината.

Някои съвременни устройства са оборудвани като опция с минимални (нулеви) изпускания. Те изпълняват функцията за изключване на AV, когато напрежението падне под граничната стойност, съответстваща на техническите данни на устройството. Има и дистанционни освобождавания, с които можете не само да изключите, но и да включите АБ, без дори да се доближавате до таблото.

Наличието на тези опции значително увеличава цената на устройството.

Брой полюси

Както вече споменахме, прекъсвачът има полюси - от един до четири.

Не е трудно да изберете устройство за верига според техния брой, просто трябва да знаете къде се използват Различни видове AB:

Единични клеми са инсталирани за защита на линии, които включват контакти и осветителни тела. Те са монтирани на фазов проводникбез улавяне на нула.
Във веригата, към която са свързани домакински уреди с достатъчно висока мощност (бойлери, перални, електрически печки), трябва да се включи двуполюсен.
Тритерминалните мрежи се монтират в мрежи от полупромишлен мащаб, към които устройства като напр. сондажни помпиили оборудване за работилница.
Четириполюсните AB ви позволяват да защитите електрическото окабеляване с четири кабела от късо съединение и претоварване.

Използването на машини с различни полюси - в следното видео:

Характеристики на автоматичните прекъсвачи

Има и друга класификация на машините - според техните характеристики. Този индикатор показва степента на чувствителност на защитното устройство към превишението на номиналния ток. Съответната маркировка ще покаже колко бързо ще реагира устройството в случай на увеличаване на тока. Някои видове АБ работят мигновено, докато други отнемат време.

Има следната маркировка на устройствата според тяхната чувствителност:

A. Прекъсвачите от този тип са най-чувствителни и реагират незабавно на увеличаване на натоварването. Те практически не се инсталират в битови мрежи, защитавайки вериги с високо прецизно оборудване с тяхна помощ.
B. Тези прекъсвачи работят с леко закъснение, когато токът се увеличи. Обикновено те са включени в линии със скъпи домакински уреди (LCD телевизори, компютри и други).
В. Такива устройства са най-често срещаните в битовите мрежи. Тяхното изключване не настъпва веднага след увеличаване на силата на тока, а след известно време, което прави възможно нормализирането му с лека разлика.
D. Чувствителността на тези устройства към увеличаване на тока е най-ниската от всички изброени типове. Най-често се монтират в щитове на линията на подхода към сградата. Осигуряват застраховка на апартаментните машини и ако по някаква причина не работят, изключват общата мрежа.

Характеристики на избора на машини

Някои хора смятат, че най-надеждният прекъсвач е този, който може да пренесе най-много ток, което означава, че може да осигури най-голяма защита на веригата. Въз основа на тази логика машина от въздушен тип може да бъде свързана към всяка мрежа и всички проблеми ще бъдат решени. Това обаче съвсем не е така.

За защита на вериги с различни параметри е необходимо да се инсталират устройства с подходящи възможности.

Грешките при избора на АБ са изпълнени с неприятни последици. Ако е свързан към нормална домакинска верига защитен апаратоценен за висока мощност, той няма да изключи веригата, дори когато количеството на тока значително надвишава това, което кабелът може да издържи. Изолационният слой ще се нагрее, след което ще започне да се топи, но няма да настъпи изключване. Факт е, че силата на тока, която е разрушителна за кабела, няма да надвиши рейтинга AB и устройството ще „мисли“, че не е имало авария. Едва когато разтопената изолация причини късо съединение, машината ще се изключи, но по това време може вече да е започнал пожар.

Ето таблица, която показва рейтингите на машините за различни електрически мрежи.

Ако устройството е проектирано за по-малка мощност от тази, която линията може да издържи и която имат свързаните устройства, веригата няма да може да работи нормално. Когато оборудването е включено, AB постоянно ще избива и в крайна сметка, под въздействието на високи токове, ще се провали поради „лепкави“ контакти.

Ясно за видовете прекъсвачи във видеото:

Заключение

Прекъсвачът, чиито характеристики и видове разгледахме в тази статия, е много важно устройство, който осигурява защита на електрическата линия от повреда от мощни токове. Работата на мрежи, които не са защитени от автоматични машини, е забранена от Правилата за електрическа инсталация. Най-важното е да изберете правилния тип AB, който е подходящ за конкретна мрежа.

yaelectric.ru

Определение на изданието

Изпускатели дели на двеусловно групи:

верижни прекъсвачи;

Под свръхток

Ток на претоварване
Ток на късо съединение (късо съединение)

Следователно, веднага щом Р→ до 0, тогава аз→ до безкрайност.

Термично освобождаване

Термичното освобождаване е биметална плоча, който при нагряване се огъва и действа по механизма на свободното разцепване.
Биметална плоча се изработва чрез механично свързване на две метални ленти. Избират се два материала с различен коефициент на топлинно разширение и се свързват помежду си чрез запояване, занитване или заваряване.
Да речем материал на дънотов биметална плоча, когато се нагрява, тя се удължава по-малко от горния метал, тогава ще се получи огъване надолу.

Термичното освобождаване предпазва от токове на претоварване и е конфигурирано за определени режими на работа.

Например, за продукт от серия BA 51-35, освобождаването на претоварване е калибрирано при температура от +30ºС до:

условен ток без изключване 1,05 In (време 1 час за In ≤ 63A и 2 часа за In ≥ 80A);
условен ток на изключване 1.3 In for променлив токи 1.35 In за постоянен ток.

Обозначението 1,05 In - означава кратно на номиналния ток. Например, при номинален ток In = 100A, конвенционалният ток без изключване е 105A.
На характеристиките време-ток (графиките винаги са налични във фабричните каталози) е ясно показана зависимостта на времето за реакция на термичните и електромагнитните освобождавания от стойността на протичащия свръхток.

Предимства:

без триещи се повърхности;
имат добра устойчивост на вибрации;
лесно понася замърсяване;
простота на дизайна → ниска цена.

недостатъци:

постоянно консумират електрическа енергия;
чувствителни към промени в температурата на околната среда;
когато се нагряват от източници на трети страни, те могат да предизвикат фалшиви аларми.

Състои се по принцип от същите части като полупроводниковото освобождаване: задействащ електромагнит, измервателни уредии блок за управление на освобождаването.

Работният ток и времето на задържане се настройват на стъпки, гарантиращи защита при монофазно късо съединение и пускови токове.
Пример: продукти от серията BA 88-43 с електронно освобождаване, произведени от фирма IEK.

Предимства:

разнообразие от настройки за потребителя;
висока точност на изпълнение на дадена програма;
здравни показатели и причини за операция;
логическа селективност с превключватели нагоре и надолу по веригата.

минуси:

висока цена;
крехък контролен блок;
излагане на електромагнитни полета.

Шунт освобождаване

С маневрено пътуване(HP) извършване дистанционноспецифичен прекъсвач. Независимата освобождаваща бобина се захранва от управляващата верига, създава се магнитно поле, сърцевината се движи и влияе на механизма за свободно изключване.
Шунтът може да бъде проектиран за променлив или постоянен ток (производителят посочва диапазона на напрежението).
HP позволява колебания в работното напрежение в диапазона от 0,7 до 1,2 Un. Режимът му на работа е краткотраен.
След независимото освобождаване, трябва да отидете до разпределителното табло и ръчно да задвижите прекъсвача и след това да го включите.
Алтернатива на HP може да бъде електромагнитно задвижване- позволява дистанционно изключване и включване на прекъсвача.

Най-честа употреба– дистанционно изключване на комутационното устройство, което управлява вентилационна система, в случай на пожар. При установяване на пожар вентилацията се изключва, за да не се инжектира въздух (кислород) в сградата.

Електродинамични сили

Електродинамичните сили действат върху проводник с ток, който се намира в магнитно поле с индукция B.
При протичане на номиналния ток електродинамичните сили са незначителни, но при поява на ток на късо съединение тези сили могат да доведат не само до деформация и счупване на отделни части на превключващото устройство, но и до разрушаване на самата машина.
Правят се специални изчисления за електродинамично съпротивление, които са особено актуални с тенденция към намаляване общи характеристики(разстоянията между проводящите части са намалени).

Магнитно поле

Магнитното поле е един от факторите, генериращи електродинамични сили.
Магнитните полета влияят неблагоприятно на работата на електрическото оборудване, особено на измервателните уреди и компютрите.

Термичен стрес (прегряване)

Когато през проводника протича ток със сила I, сърцевината му се нагрява, което може да доведе до пожари или повреда на изолацията.
В случай на свръхток, прегряването е от текущо значение, ако не блокирате късото съединение, което ви позволява да достигнете максимални стойности.

Номинален ток

Номиналният ток (обозначен In) на прекъсвача се разбира като ток, при който устройството е проектирано за продължителна работа и не се активира защитно задействане. Ако токът, посочен в маркировката, бъде превишен, машината след определено време прекъсва захранването към мрежата.

Малък отказ от отговорност:

номинален ток на прекъсвача - токът, за който се изчисляват проводими елементи;
номинален ток на термичното освобождаване - токът, за който са настроени освобождаващите устройства (от него не се предизвиква изключване).

По-нататък под номинален ток имаме предвид номиналния ток на термичното освобождаване.
Номиналният ток е една от определящите характеристики на прекъсвача, тъй като свръхтоковете се изчисляват спрямо тази стойност, при която освобождаванията предизвикват отваряне на контактите. За да изберете правилния прекъсвач, трябва да знаете номиналния ток на мрежата.

Номиналният ток на мрежата се изчислява от консумацията на енергия. Със сигурност се знае кое устройство колко енергия консумира. Получава се общата мощност и като първо приближение се използва отношението:
P \u003d U I, където P е консумацията на енергия във ватове, U е мрежовото напрежение във волтове, I е мрежовият ток в ампери.

Но тази формула е вярна за DC мрежа, за AC мрежа всичко е много по-сложно.
Пълна мощност(S) е векторната сума активна мощност(P) и реактивна мощност (Q):
S 2 \u003d P 2 + Q 2.
На свой ред:

активна мощност P = I U Cosϕ;
реактивна мощност Q = I U Sinϕ.

Където ϕ е ъгълът, при който токът изостава или изпреварва напрежението. Фазомерите се използват за измерване на фактора на реактивната мощност (Cosϕ).

Моментен ток на изключване ( защитна характеристика B, C или D)

Прекъсвачът се характеризира с ток, при който се предизвиква моментално изключване на главната контактна група. Това се случва при късо съединение, което фиксира и деактивира електромагнитното освобождаване.

За модулни и силови прекъсвачи характеристиката на моментната защита се определя по различни начини:

на модулните автомати се присвоява защитна характеристика: B, C, D;
за прекъсвачи стойността на тока се задава в ампери или кратно на номиналния ток.

Бързи автомати

Постигането на време на изключване от 0,002-0,008 s изисква специални мерки и други принципи на работа на задвижващите електромагнити. Използване на известни структури следните начиниполучаване на скорост:

1) според принципа на изместване на потока (скорост 0,003-0,005 s). Машината се изключва не чрез изключване на намотките на задържащия електромагнит, а чрез изместване на потока от секцията сърцевина-котва. В този случай демагнетизиращият поток се създава от принудителен ток на късо съединение.

2) механични ключалки (ключалки) T o до 0,002 s. Включването също се извършва от краткотраен работещ електромагнит, а задържането във включено положение се извършва от механична (електромеханична) ключалка. Резето се освобождава от изключващ електромагнит, работещ в принудителен режим, създаден от ток на късо съединение.

3) системи с ударен електромагнит - електромагнит, работещ с голяма сила, създава "ударна сила", която надвишава силата на задържащия електромагнит и "откъсва" котвата, т.е. изключва ключа.

4) превключвател с експлозивно освобождаване - време на изключване от 0,001 s - не е получил разпространение поради своята сложност.

5) вакуумни прекъсвачи, осигуряващи гасене на дъгата t0=0,003-0,007s. Примери за изпълнение на някои превключватели са показани по-долу.

а) Превключвател BVP-5.Изграден на принципа на изместване на магнитното поле. Предназначен е за защита на силовата верига на постояннотокови електрически локомотиви. U nom =4000 V, U max=4000 V, аз nom=1850 A, собствено време на изключване 0,003 s.

б) DC вакуумен прекъсвач тип ВПТВ-15-5/400На

U nom=15 kV, аз nom = 400 A, азизкл. =5 kA.

в) Автоматична серия VAB - 28най-универсалният аз nom = 1,5-6 kA, U\u003d 825-3300 V.

КЛЮЧ ЗА ВИСОКО НАПРЕЖЕНИЕ

прекъсвач за високо напрежение- превключващо устройство, предназначено за оперативно превключване и аварийно превключване в енергийни системи, за извършване на операции по включване и изключване на отделни вериги или електрически съоръжения с ръчно или автоматично управление.

Прекъсвачът за високо напрежение се състои от: контактна система с дъгообразно устройство, тоководещи части, корпус, изолационна конструкция и задвижващ механизъм (например електромагнитно задвижване, ръчно задвижване).

Настроики

В съответствие с GOST R 52565-2006 превключвателите се характеризират със следните параметри:

номинално напрежение Unom (мрежово напрежение, при което работи прекъсвачът);
номинален ток In (ток през включен ключ, при който може да работи дълго време);
номинален ток на прекъсване Iо.nom - най-високият ток на късо съединение (ефективна стойност), който прекъсвачът може да изключи при напрежение, равно на най-високото работно напрежение при дадени условия на възстановяване на напрежението и даден цикъл на работа;
допустимо относително съдържание на апериодичен ток в тока на изключване;
ако прекъсвачите са предназначени за автоматично повторно включване (AR), тогава трябва да се осигурят следните цикли:

Цикъл 1: O-tbp-BO-180 s-BO; Цикъл 2: О-180 s-ВО−180 s-ВО, където О е операцията на отваряне, VO е операцията на затваряне и незабавно отваряне, 180 е интервалът от време в секунди, tbp е минималното мъртво време, гарантирано за прекъсвачите по време на автоматично повторно включване (време от изгасване на дъгата до появата на тока при следващото включване) За прекъсвачи с автоматично повторно включване трябва да бъде в рамките на 0,3-1,2 s, за прекъсвачи с BAPV (високоскоростни) 0,3 s.

стабилност с токове на късо съединение, която се характеризира с токове на термично съпротивление It и ограничаване на тока
номинален ток на задействане - ток на късо съединение, който прекъсвачът със съответното задвижване може да включи без заваръчни контакти и други повреди при Uном и даден цикъл.
правилно време на изключване - периодът от време от момента на подаване на командата за изключване до момента, в който дъговите контакти започнат да се разминават.
параметри на напрежението на възстановяване при номинален ток на изключване - скорост на напрежение на възстановяване, нормализирана крива, съотношение пик към пик и напрежение на възстановяване.

Автоматични прекъсвачи. Принцип на работа. Дизайн и видове изпускания.

Определение на изданието

Изпускатели дели на двеусловно групи:

верижни прекъсвачи;
изпускания, изпълняващи спомагателни функции.

Изпускател (първа група),по отношение на прекъсвача се нарича устройство, което е в състояние да разпознае критична ситуация (появата на свръхток) и да предотврати развитието му предварително (причинявайки разминаване на главните контакти).

Към втората група изданиямогат да се разграничат допълнителни устройства (те не допълват основните версии на машините, а само доставят потребителски версии):

шунт освобождаване(дистанционно изключване на прекъсвача по сигнал от спомагателната верига);
освобождаване на ниско напрежение (изключва машината, когато напрежението падне под допустимото ниво);
освобождаване на нулево напрежение (причинява изключване на контактите със значителен спад на напрежението).

Дефиниции на термини, намерени по-долу

Под свръхтоксе разбира като сила на тока, надвишаваща номиналния (работен) ток. Това определение включва ток на късо съединение и ток на претоварване.

Ток на претоварване- свръхток, действащ във функционалната мрежа (продължителното излагане на претоварване може да причини повреда на веригата).
Ток на късо съединение (късо съединение)- свръхток, който се причинява от затварянето на два елемента с много нисък импеданс между тях, докато в нормална операциятези елементи са надарени с различни потенциали (късо съединение може да бъде причинено от неправилно свързване или повреда). Например, механичното напрежение или стареенето на изолацията причинява контакт на проводими проводници и късо съединение.
Високата стойност на тока на късо съединение се разпознава от формулата:
I \u003d U / R (силата на тока е равна на съотношението напрежение към съпротивление).
Следователно, веднага щом Р→ до 0, тогава аз→ до безкрайност.

Номиналният ток протича през главните контакти на прекъсвача при нормална употреба. Механизмът за свободно задействане на превключващото устройство има сензорни елементи (напр. въртяща се задействаща щанга). Въздействието на освобождаването върху тези елементи допринася за незабавното автоматично задействане, тоест изключването на контактната система.

Освобождаване на свръхток (MRT)- освобождаване, което предизвиква отваряне на главните контакти със или без поддържане на определен период от време, веднага щом ефективната стойност на тока превиши даден праг.
MRT с обратно времезакъснение е освобождаване на свръхток, което инициира отваряне на контактите след изтичане на предварително определено време, което е обратно зависимо от силата на тока.
ЯМР пряко действие– свръхтоков освобождавач, иницииращ работа директно от работния свръхток.

Определенията за освобождаване на свръхток, ток на късо съединение и претоварване са взети (перефразирани без загуба на смисъл) от стандарта GOST R 50345.

cyberpedia.su

Разновидности на превключватели

Всички машини са разделени според вида на изпусканията. Те са разделени на 6 вида:

топлинна;
електронни;
електромагнитни;
независим;
комбиниран;
полупроводник.

Разпознават много бързо спешни случаи, като:

появата на свръхток - увеличаване на силата на тока в електрическата мрежа, което надвишава номиналния ток на прекъсвача;
претоварване по напрежение - късо съединение във веригата;
колебания на напрежението.

В тези моменти в автоматичните освобождавания контактите се отварят, което предотвратява сериозни последици под формата на повреда на окабеляване, електрическо оборудване, което много често води до пожари.

Термоключ

Състои се от биметална лента, единият от краищата на която е разположен до освобождаващото устройство на автоматичното освобождаване. Плочата се нагрява от тока, преминаващ през нея, откъдето идва и името. Когато токът започне да се увеличава, той се огъва и докосва лентата спусък, който отваря контактите в "машината".

Работата на механизма се осъществява дори при леки превишения на номиналния ток и увеличено време на работа. Ако увеличението на натоварването е краткосрочно, прекъсвачът не работи, така че е удобно да се инсталира в мрежи с чести, но кратки претоварвания.

Предимства на термичното освобождаване:

липса на контактни и триещи се повърхности;
устойчивост на вибрации;
бюджетна цена;
прост дизайн.

Недостатъците включват факта, че работата му до голяма степен зависи от температурен режим. По-добре е да поставите такива машини далеч от източници на топлина, в противен случай ще има много фалшиви аларми.

Електронен превключвател

Неговите компоненти включват:

измервателни уреди (сензори за ток);
Контролен блок;
електромагнитна намотка (трансформатор).

Всеки полюс на електронното автоматично освобождаване има трансформатор, който измерва тока, преминаващ през него. Електронният модул, който управлява пътуването, обработва тази информация, като сравнява получения резултат с посочения. В случай, че полученият индикатор е повече от програмирания, "машината" ще се отвори.

Има три тригерни зони:

Дълго забавяне. Тук електронното освобождаване служи като термично освобождаване, предпазвайки веригите от претоварване.
Кратко забавяне. Осигурява защита срещу малки къси съединения, които обикновено се появяват в края на защитаваната верига.
Работната зона "мигновено" осигурява защита срещу късо съединение с висока интензивност.

Професионалисти - голям изборнастройки, максимална точност на устройството към даден план, наличие на индикатори. Минуси - чувствителност към електромагнитно поле, висока цена.

Електромагнитна

Това е соленоид (намотка с навит проводник), вътре в който има сърцевина с пружина, която действа върху освобождаващия механизъм. Това е моментално устройство. По време на протичане през свръхтоковата намотка се генерира магнитно поле. Той движи сърцевината и, надвишавайки силата на пружината, действа върху механизма, изключвайки "автоматичното".

Плюсове - устойчивост на вибрации и удари, прост дизайн. Минуси - образува магнитно поле, работи незабавно.

Това е допълнително устройство към автоматичните освобождавания. С него можете да изключите както монофазна, така и трифазна машина, разположена на определено разстояние. За да активирате шунтовото освобождаване, бобината трябва да бъде захранена. За да върнете машината начална позициятрябва ръчно да натиснете бутона "връщане".

важно! Фазовият проводник трябва да бъде свързан от една фаза под долните клеми на превключвателя. Ако е свързан неправилно, независим превключвателще се провали.

По принцип независимите машини се използват в панели за автоматизация в много разклонени захранващи устройства големи съоръжения, където управлението се показва на конзолата на оператора.

Комбиниран превключвател

Има както термична, така и електромагнитни елементии предпазва генератора от претоварване и късо съединение. За работата на комбинираното автоматично освобождаване се посочва и избира токът на термичното "автоматично устройство": електромагнитът е проектиран за 7-10 пъти тока, който съответства на работата на отоплителните мрежи.

Електромагнитните елементи в комбинирания превключвател служат за мигновена защита срещу късо съединение и термична защита срещу претоварване със закъснение. Комбинираната машина се изключва при задействане на някой от елементите. При краткотрайни свръхтокове нито един от видовете защита не работи.

Полупроводников превключвател

Състои се от AC трансформатори, магнитни усилватели за DC, блок за управление и електромагнит, който изпълнява функциите на независимо автоматично освобождаване. Блокът за управление помага да се зададе избраната програма за освобождаване на контакта.

Настройките му включват:

регулиране на номиналния ток в устройството;
настройка на времето;
работа в момента на възникване на късо съединение;
защитни прекъсвачи срещу претоварване и монофазно късо съединение.

Плюсове - голям избор на регулиране за различни схеми на захранване, осигуряващи селективност към последователно свързани машини с по-малко ампери.

минуси - висока цена, крехки контролни компоненти.

Инсталация

Много домашни електротехници смятат, че инсталирането на автоматична машина не е трудно. Честно е, но трябва да се направи определени правила. Освобождаващите прекъсвачи, както и щепселните предпазители, трябва да бъдат свързани към мрежата така, че когато щепселът на машината е обърнат, неговата винтова втулка да е без напрежение. Свързването на захранващия проводник с едностранно захранване към машината трябва да се извърши към фиксирани контакти.

Инсталирането на електрическа еднофазна двуполюсна машина в апартамент се състои от няколко етапа:

фиксиране на изключено устройство в ел. таблото;
свързване на проводници без напрежение към измервателния уред;
свързване към машината отгоре на напрежението;
включване на машината.

Закопчаване

В електрическото табло монтираме din шина. отрязвам правилен размери го закрепете с винтове към електрическото табло. Щракване автоматично освобождаванемрежа на din-релса с помощта на специална брава, която се намира на гърба на машината. Уверете се, че устройството е в режим на изключване.

Свързване към електромера

Взимаме парче тел, чиято дължина съответства на разстоянието от брояча до машината. Свързваме единия край към електромера, другия към клемите за освобождаване, като спазваме полярността. Свързваме захранващата фаза към първия контакт, а нулевия захранващ проводник към третия. Сечението на жицата е 2,5 мм.

Свързване на проводници за напрежение

От централното разпределително ел. табло захранващите проводници отиват към апартаментното табло. Свързваме ги към клемите на машината, които трябва да са в положение „изключено“, като спазваме полярността. Напречното сечение на проводника се изчислява в зависимост от консумираната енергия.

energomir.biz

Модерен електрическа мрежаневъзможно да си представим без необходими средствазащита, по-специално прекъсвача. За разлика от остарелите предпазители, той е предназначен за многократна защита на мрежата и електрическото оборудване. В същото време прекъсвачът предпазва от токове на късо съединение, прекомерни претоварвания, а някои модели дори от неприемливи спадове на напрежението. И в центъра на цялата тази структура, най-важният елемент е освобождаването на прекъсвача. Надеждността и скоростта на реакция зависят от това, така че си струва да сравните всички съществуващи този моментразновидности.

Сравнение

Така че сред първите може да се нарече термично освобождаване. Благодарение на конструкцията си термичното освобождаване се задейства със закъснение. Колкото по-голям е излишният ток, толкова по-бързо работи термичното освобождаване. Така че времето за реакция може да варира от няколко секунди до час. Ето защо чувствителността на машината, където е инсталирано термичното освобождаване, винаги се определя от време-токовата характеристика и съответства на клас B, C или D.

Следващата разновидност е сред мигновените освобождавания. Говорим за такова нещо като електромагнитно освобождаване. Той работи за част от секундата, което се сравнява благоприятно с термичните освобождавания. Електромагнитното освобождаване обаче има и своя особеност - работата се извършва при значително по-голям излишък от номиналния ток. Въз основа на това електромагнитното освобождаване също има определена чувствителност и принадлежи към един от класовете - A, B, C или D.

Може би най-ефективното е електронното освобождаване на прекъсвача. Бързата скорост на работа и високата чувствителност правят електронния изключвател идеален за защита срещу претоварване и токове на късо съединение. Поради тази причина това моментно освобождаване се използва за повече токове.

Това е електронното освобождаване, което често се монтира както на въздушни прекъсвачи, така и на прекъсвачи с формован корпус. Въздушните прекъсвачи предполагат отворен дизайн (обикновено в метален корпус) и са предназначени за токове до няколко хиляди ампера. Както вече споменахме, електронното освобождаване е идеално за електрически мрежи поради моменталната скорост на реакция. Що се отнася до автоматичните прекъсвачи с лят корпус, те се отличават с компактни размери и затворен дизайн в корпус от термореактивна пластмаса. Лесно се монтират на DIN шина, но затворен случайпредполага повишени изисквания към надеждността на освобождаването. Това отново е електронно освобождаване, където няма движещи се механични елементи.

Принцип на действие

Независимо от вида на освобождаването, принципът на неговото действие се основава на отваряне на веригата в случай на превишаване на текущите характеристики. Всяко освобождаване е неразделна част от прекъсвача, вградено в него или механично свързано с него. Освобождаването на прекъсвача, под въздействието на токове на късо съединение или при превишаване на натоварването, инициира освобождаването на задържащото устройство в тялото на прекъсвача. В резултат на това електрическата верига се отваря.

Дизайн

Дизайнът до голяма степен зависи от вида на освобождаването. И така, основата на термичното освобождаване е биметална плоча - метална лента от две ленти с различни коефициенти на топлинно разширение. Когато през него преминават токове, надвишаващи допустимата стойност, биметалната плоча се деформира, като по този начин се задейства механизмът за задействане.

За електромагнитно освобождаване дизайнът е соленоид (цилиндрична намотка) с подвижна сърцевина. Токът преминава през намотката на соленоида и ако токовите характеристики са превишени, сърцевината се изтегля, действайки върху механизма за отваряне.

Но електронното освобождаване на прекъсвача не се основава на механично действие и е малко по-различен дизайн. Състои се от контролер и токови сензори. Контролерът сравнява стойностите на токовите сензори с зададените характеристики и при превишаване на зададените токови параметри дава сигнал за изключване. По този начин електронното освобождаване има по-гъвкави настройки, което ви позволява да регулирате параметрите на прекъсвача към специфичните изисквания за защита на електрическата мрежа.

chint-electric.com

Невъзможно е да си представим модерна електрическа мрежа без необходимите средства за защита, по-специално прекъсвач. За разлика от остарелите предпазители, той е предназначен за многократна защита на мрежата и електрическото оборудване. В същото време прекъсвачът предпазва от токове на късо съединение, прекомерни претоварвания, а някои модели дори от неприемливи спадове на напрежението. И в центъра на цялата тази структура, най-важният елемент е освобождаването на прекъсвача. От него зависи надеждността и скоростта на реакция, така че си струва да се сравнят всички съществуващи в момента разновидности.

Сравнение

Това е електронното освобождаване, което често се монтира както на въздушни прекъсвачи, така и на прекъсвачи с формован корпус. Въздушните прекъсвачи предполагат отворен дизайн (обикновено в метален корпус) и са проектирани за токове до няколко хиляди ампера. Както вече споменахме, електронното освобождаване е идеално за електрически мрежи поради моменталната скорост на реакция. Що се отнася до автоматичните прекъсвачи с лят корпус, те се отличават с компактни размери и затворен дизайн в корпус от термореактивна пластмаса. Удобно е да ги монтирате на DIN шина, но затвореният корпус предполага повишени изисквания за надеждността на освобождаването. Това отново е електронно освобождаване, където няма движещи се механични елементи.

Принцип на действие

Дизайн

Основната разлика между тези комутационни устройстваот всички други подобни устройства се състои в сложна комбинация от способности:

1. поддържат номинални натоварвания в системата за дълго време поради надеждното предаване на мощни електрически потоци през техните контакти;

2. защита на работещото оборудване от случайни неизправности в електрическа схемапоради бързото отнемане на захранването от него.

При нормални условияработа на оборудването, операторът може ръчно да превключва товарите чрез автоматични превключватели, осигурявайки:

различни схеми на захранване;

промяна на конфигурацията на мрежата;

оборудване за извеждане от експлоатация.

Спешни случаи в електрически системиах възникват мигновено и спонтанно. Човек не е в състояние бързо да реагира на появата им и да предприеме мерки за отстраняването им. Тази функция е възложена на автоматични устройствавграден в превключвателя.

В енергетиката се приема разделянето на електрическите системи по видове ток:

постоянен;

редуващи се синусоидални.

Освен това има класификация на оборудването според величината на напрежението на:

ниско напрежение - по-малко от хиляда волта;

високо напрежение - всичко останало.

За всички видове тези системи са създадени собствени прекъсвачи, предназначени за многократна работа.

AC вериги

Според мощността на предаваната електроенергия, прекъсвачите в AC вериги условно се разделят на:

1. модулен;

2. лят корпус;

3. мощност въздух.

Модулни конструкции

Специфичното изпълнение под формата на малки стандартни модули с широчина, кратна на 17,5 mm, определя наименованието и дизайна им с възможност за монтаж на DIN шина.

Вътрешната структура на един от тези прекъсвачи е показана на снимката. Тялото му е изцяло изработено от издръжлив диелектричен материал, с изключение на .

Захранващият и изходящият проводник са свързани съответно към горната и долната клема. За ръчно управление на състоянието на прекъсвача е монтиран лост с две фиксирани позиции:

горната е предназначена за подаване на ток през затворен захранващ контакт;

по-ниско - осигурява прекъсване на електрическата верига.

Всеки от тези автомати е предназначен за продължителна работа при определена стойност (In). Ако натоварването стане по-голямо, контактът на захранването се прекъсва. За целта в кутията са поставени два вида защита:

1. термично освобождаване;

2. прекъсване на тока.

Принципът на тяхното действие позволява да се обясни времетоковата характеристика, която изразява зависимостта на времето за реакция на защитата от товара или тока на авария, преминаващ през него.

Графиката, показана на снимката, е за един конкретен прекъсвач, когато работната зона на изключване е избрана да бъде 5÷10 пъти номиналния ток.

По време на първоначалното претоварване работи термично освобождаване, направено от което с повишен ток постепенно се нагрява, огъва и действа върху изключващия механизъм не веднага, а с известно забавяне.

По този начин позволява малки претоварвания, свързани с краткотрайно присъединяване на консуматори, да се самоелиминират и елиминират ненужни прекъсвания. Ако товарът осигурява критично нагряване на окабеляването и изолацията, тогава захранващият контакт се прекъсва.

Когато в защитената верига възникне авариен ток, способен да изгори оборудването със своята енергия, тогава електромагнитната намотка влиза в действие. Импулсът, дължащ се на скока на възникналия товар, хвърля сърцевината върху изключващия механизъм, за да спре незабавно трансценденталния режим.

Графиката показва, че колкото по-големи са токовете на късо съединение, толкова по-бързо се изключват от електромагнитното освобождаване.

Съгласно същите принципи работи битов автоматичен предпазител за пара.

При прекъсване на високи токове се създава електрическа дъга, чиято енергия може да изгори контактите. За да се изключи действието му в прекъсвачи, се използва дъгообразен улей, който разделя дъговия разряд на малки потоци и ги гаси поради охлаждане.

Множество отрязвания на модулни структури

Електромагнитните освобождавания са конфигурирани и избрани да работят с определени товари, тъй като, когато стартират, те създават различни преходни процеси. Например, по време на включване на различни лампи, краткотраен пусков ток, дължащ се на променящото се съпротивление на нажежаемата жичка, може да достигне три пъти номиналната стойност.

Следователно, за изходната група от апартаменти и осветителни вериги е обичайно да се избират прекъсвачи с характеристика време-ток от тип "B". Той е 3÷5 инча.

Асинхронните двигатели причиняват по-високи токове на претоварване при въртене на задвижвания ротор. За тях се избират автомати с характеристика "C" или - 5 ÷ 10 In. Благодарение на създадения запас от време и ток, те позволяват на двигателя да се развърти и гарантира достигане на работен режим без ненужни изключвания.

IN индустриални производствана машини и механизми има натоварени задвижвания, свързани с двигатели, които създават повече повишени претоварвания. За такива цели се използват прекъсвачи с характеристика "D" с номинал 10 ÷ 20 In. Те са се доказали добре при работа във вериги с активно-индуктивни товари.

В допълнение, автоматите имат още три вида стандартни времеви токови характеристики, които се използват за специални цели:

1. "A" - за дълго окабеляване с активен товар или защита на полупроводникови устройства със стойност 2 ÷ 3 In;

2. "К" - за изразени индуктивни товари;

3. "Z" - за електронни устройства.

IN техническа документацияза различните производители коефициентът на задействане на прекъсване за последните два типа може леко да се различава.

Този клас устройства е в състояние да превключва по-високи токове от модулни конструкции. Натоварването им може да достигне до 3,2 килоампера.

Те се произвеждат по същите принципи като модулните конструкции, но като се вземат предвид повишените изисквания за предаване на увеличени товари, те се опитват да им дадат относително малки размери и високо техническо качество.

Тези машини са предназначени за безопасна работаНа индустриални съоръжения. По стойност на номиналния ток те условно се разделят на три групи с възможност за превключване на товари до 250, 1000 и 3200 ампера.

Дизайнът на корпуса им: три- или четириполюсни модели.

Силови въздушни прекъсвачи

Те работят в индустриални предприятияи работят с токове на много големи натоварвания до 6,3 килоампера.

Това са най-сложните устройства за превключване на оборудване за ниско напрежение. Те се използват за работа и защита на електрически системи като входни и изходни устройства. разпределителни инсталациивисока мощност и за свързване на генератори, трансформатори, кондензатори или мощни електродвигатели.

Схематичното им представяне вътрешно устройствопоказано на снимката.

Тук вече се използва двойно прекъсване на захранващия контакт и от всяка страна на прекъсвача са монтирани дъгообразни камери с решетки.

Превключващата бобина, затварящата пружина, моторното задвижване за зареждане на пружината и елементите за автоматизация участват в алгоритъма на работа. За управление на протичащите товари е вграден токов трансформатор със защитна и измервателна намотка.

Прекъсвачите на оборудване за високо напрежение са много сложни технически средстваи се изработват строго индивидуално за всеки клас на напрежение. Те обикновено се използват.

От тях се изисква:

висока надеждност;

сигурност;

скорост;

лекота на използване;

относителна безшумност по време на работа;

оптимален разход.

Товарите, които се счупват по време на аварийно изключване, са придружени от много силна дъга. За гасенето му се използват различни методи, включително прекъсване на веригата в специална среда.

Този превключвател включва:

контактна система;

устройство за гасене на дъга;

части под напрежение;

изолиран корпус;

задвижващ механизъм.

Едно от тези превключващи устройства е показано на снимката.

За висококачествена работа на веригата в такива конструкции, в допълнение към работното напрежение, вземете предвид:

номиналната стойност на тока на натоварване за надеждното му предаване във включено състояние;

максимален ток на късо съединение ефективна стойност, който е в състояние да издържи на изключващия механизъм;

допустимата съставка на апериодичния ток в момента на прекъсване на веригата;

възможност за автоматично повторно включване и осигуряване на два цикъла AR.

Според методите за гасене на дъгата по време на изключване, прекъсвачите се класифицират на:

масло;

вакуум;

въздух;

SF6;

автогаз;

електромагнитни;

автопневматичен.

За надеждна и удобна работа те са оборудвани със задвижващ механизъм, който може да използва един или повече видове енергия или комбинации от тях:

наклонена пружина;

повдигнат товар;

налягане сгъстен въздух;

електромагнитен импулс от соленоида.

В зависимост от условията на използване те могат да бъдат проектирани да работят под напрежение от един до 750 киловолта включително. Естествено имат различен дизайн. размери, възможности за автоматичен и дистанционно, защитни настройки за безопасна работа.

Спомагателните системи на такива прекъсвачи могат да имат много сложна разклонена структура и да бъдат поставени на допълнителни панели в специални технически сгради.

DC вериги

Тези мрежи също имат огромен брой прекъсвачи с различни възможности.

Електрическо оборудване до 1000 волта

Тук масово се въвеждат модерни модулни устройства, които могат да се монтират на Din-релса.

Те успешно допълват класовете стари автомати като , AE и други подобни, които бяха закрепени на стените на щитовете с винтови връзки.

Модулните DC дизайни имат същия дизайн и принцип на работа като техните аналогове AC напрежение. Те могат да бъдат изпълнени от един или няколко блока и се избират според натоварването.

Електрическо оборудване над 1000 волта

Високоволтови прекъсвачи за постоянен ток работят в електролизни заводи, металургични промишлени съоръжения, железопътен и градски електрифициран транспорт и енергийни предприятия.

Основен Технически изискванияза работата на такива устройства съответстват на техните колеги на променлив ток.

хибриден превключвател

Учени от шведско-швейцарската компания ABB успяха да разработят високоволтов DC превключвател, който комбинира две силови структури в своето устройство:

1. SF6;

2. вакуум.

Нарича се хибриден (HVDC) и използва технологията за последователно гасене на дъгата в две среди едновременно: серен хексафлуорид и вакуум. За това е сглобено следното устройство.

Напрежението се прилага към горната шина на хибридния вакуумен прекъсвач и напрежението се отстранява от долната шина на SF6 прекъсвача.

Силовите части на двете превключващи устройства са свързани последователно и се управляват от техните индивидуални задвижвания. За да работят едновременно, е създадено устройство за синхронизирано управление на координатните операции, което предава команди към управляващ механизъм с независимо захранване по оптичен канал.

Чрез използването на високопрецизни технологии разработчиците на дизайна успяха да постигнат последователност в действията на задвижващите механизми на двете задвижвания, което се вписва във времеви интервал по-малък от една микросекунда.

Прекъсвачът се управлява от релейна защита, вградена в електропровода чрез повторител.

Хибридният прекъсвач направи възможно значително повишаване на ефективността на композитните SF6 и вакуумни структури чрез използване на техните комбинирани характеристики. В същото време беше възможно да се реализират предимства пред други аналози:

1. способността за надеждно изключване на токове на късо съединение при високо напрежение;

2. възможността за малко усилие за превключване на силови елементи, което направи възможно значително намаляване на размерите и. съответно цената на оборудването;

3. наличието на различни стандарти за създаване на структури, работещи като част от отделен прекъсвач или компактни устройства в една подстанция;

4. възможност за отстраняване на последствията от бързо нарастващо възстановяващо напрежение;

5. възможност за формиране на основен модул за работа с напрежения до 145 киловолта и повече.

Отличителна черта на дизайна е способността да се счупи електрическа веригаза 5 милисекунди, което е практически невъзможно да се изпълни със захранващи устройства с други конструкции.

Устройството с хибриден прекъсвач беше обявено за един от десетте най-добри дизайна на годината от Технологичното проучване на MIT (Масачузетския технологичен институт).

Други производители на електрическо оборудване също се занимават с подобни проучвания. Постигнаха и определени резултати. Но ABB ги изпреварва по този въпрос. Ръководството му смята, че по време на преноса на променлив ток, неговата големи загуби. Те могат да бъдат значително намалени чрез използване на DC вериги с високо напрежение.