Bagaimana cara kerja pemutus arus?

Mode pengoperasian normal mesin pada arus terukur atau rendah. Arus operasi melewati terminal atas mesin, melalui kontak liontin, melalui kumparan pelepas elektromagnetik, kemudian melalui mekanisme pelepasan termal dan terminal bawah mesin. Ketika arus melebihi nilai nominal, perlindungan elektromagnetik atau termal dipicu.

Jenis pemutus arus

Untuk melindungi dari arus lebih, mesin menggunakan pelepasan termal sebagai perlindungan beban berlebih - ini adalah pelat bimetalik sempit yang dirakit dari dua jenis paduan yang memiliki koefisien muai panas berbeda.

Pelat bimetalik komposit dipanaskan oleh arus yang mengalir dan membengkok ke arah logam dengan sedikit pemuaian. Ketika arus lebih besar dari nilai pengenal, maka seiring waktu pelat akan menekuk sedemikian rupa sehingga pembengkokan ini cukup untuk merespons perlindungan termal. Waktu di mana pelepasan bereaksi bergantung pada tingkat kelebihan relatif terhadapnya nilai arus.

Dengan peningkatan peringkat arus yang signifikan, perlindungan termal akan mematikan pemutus sirkuit lebih cepat dibandingkan dengan sedikit kelebihan peringkat. Jenis perlindungan pemutus sirkuit kedua dipicu oleh korsleting pada beban - ini adalah pelepasan elektromagnetik. Terdiri dari kumparan tembaga dengan inti logam. Sehubungan dengan besarnya arus yang lewat, medan elektromagnetik kumparan juga meningkat, yang membuat inti baja menjadi magnet.

Demonstrasi mekanisme mesin

Inti yang termagnetisasi tertarik, mengatasi kekuatan pegas yang menahannya, mendorong mekanisme perlindungan elektromagnetik dan memutus kontak. Arus pengenal dan arus yang sedikit lebih tinggi tidak cukup untuk memagnetisasi inti guna memicu mekanisme pelepasan. Dan arus hubung singkat menciptakan magnetisasi inti yang cukup untuk mematikan mesin dalam seperseratus detik atau bahkan kurang.

Perlindungan mesin di bawah beban berlebih yang berbeda

Mekanisme pelepasan termal tidak akan bekerja dengan arus kecil dan berumur pendek di atas arus pengenal. Jika durasi arus lebih besar dari durasi pengenal, pelepasan termal akan beroperasi. Waktu yang diperlukan untuk mematikan mesin dengan perlindungan termal bisa mencapai hingga satu jam.

Mekanisme pemutus arus

Penundaan waktu memungkinkan Anda untuk tidak mematikan pemutus sirkuit jika terjadi arus start motor yang signifikan dan lonjakan arus jangka pendek. Karakteristik waktu-saat pelepasan termal juga bergantung pada suhu lingkungan. Pada suhu tinggi, perlindungan termal akan bekerja lebih cepat dibandingkan pada suhu dingin.

Anda dapat menyebabkan kelebihan beban dengan menyalakan beberapa peralatan Rumah Tangga- ini teko, mesin cuci, AC, kompor listrik. Saat kelebihan beban, mesin mati, tetapi tidak mungkin untuk segera menyalakannya, Anda harus menunggu hingga pelat bimetalik menjadi dingin.

Pengoperasian mesin saat terjadi korsleting

Arus hubung singkat yang besar dapat melelehkan kabel listrik atau membakar isolasi. Untuk menghemat kabel listrik, gunakan pelepasan elektromagnetik. Jika terjadi korsleting, mekanisme pelepasan elektromagnetik dipicu secara instan, melindungi kabel listrik, dan tidak punya waktu untuk memanas.

Namun, ketika kontak terbuka, muncul busur listrik dengan suhu yang sangat besar. Ruang pemadam busur api dirancang untuk melindungi dari kontak yang terbakar dan kerusakan rumahan. Secara struktural, ruangan tersebut terdiri dari suatu elemen dengan sekumpulan pelat tembaga tipis dengan celah kecil.

Perlindungan elektromagnetik dan termal dari pemutus sirkuit

Busur listrik menyentuh satu set pelat tembus kawat tembaga terhubung ke kontak, berantakan, mendingin dan menghilang. Pada hubungan pendek Gas terbentuk dan keluar melalui lubang-lubang di dalam ruangan. Untuk menghidupkan kembali mesin, Anda perlu menghilangkan penyebab korsleting, atau mesin akan mati kembali.

Penyebab korsleting dapat ditentukan dengan mematikan secara berurutan peralatan listrik rumah tangga. Namun jika setelah semua perangkat dimatikan korsletingnya tidak hilang, kemungkinan besar korsleting tersebut berasal dari kabel listrik. Kondisi korsleting bisa disebabkan oleh alat penerangan listrik yang juga perlu dimatikan.

Dengan bantuan pemutus arus otomatis, instalasi listrik dapat dilindungi dari korsleting dan beban berlebih. Dalam beberapa kasus, perangkat ini mungkin dipicu oleh penurunan tegangan yang tidak dapat diterima dan kondisi abnormal lainnya. Salah satu karakteristik utama perangkat ini adalah arus pelepasan pemutus sirkuit. Untuk memahami dengan benar arti parameter ini, Anda perlu mengetahui apa itu rilis dan cara kerjanya.

Tujuan dan prinsip pengoperasian rilis

Langsung rangkaian listrik dilakukan dengan menggunakan kontak bergerak dan tetap. Kontak bergerak memiliki pegas yang memastikan pelepasan kontak dengan cepat. Untuk mengoperasikan mekanisme tripping, ada dua jenis pelepasan.

Pelepasan termal, pada dasarnya, adalah strip bimetalik yang memanas ketika arus mengalir. Ketika arus melebihi nilai yang diizinkan, pelat tertekuk dan mekanisme tripping mulai bekerja. Waktu responsnya bergantung pada arus. Nilai minimum arus listrik pada saat pelepasan dipicu adalah 1,45 dari nilai arus yang ditetapkan. Pemicunya disetel menggunakan sekrup penyetel khusus. Setelah pelat mendingin, mesin akan siap sepenuhnya untuk digunakan selanjutnya.

Pelepasan elektromagnetik mempunyai efek instan dan disebut juga cut-off. Ini adalah solenoid dengan inti bergerak yang mengaktifkan mekanisme tersandung. Ketika arus mengalir melalui belitan, inti ditarik masuk jika nilai sekarang melebihi ambang batas yang ditentukan. Pengoperasian terjadi secara instan; dalam kasus ini, kelebihan arus bisa 2-10 kali lipat dari nilai nominal.

Lepaskan karakteristik saat ini

Arus pelepasan pemutus arus mempunyai nilai tertentu mati otomatis perangkat. Nilai ini ditentukan oleh produk dari arus pengenal di sirkuit utama dan nilai pengaturan arus operasi. Tekanan yang dikehendaki dapat diatur dari pabrik atau disesuaikan secara manual.

Arus dalam pelepasan termal tidak boleh melebihi nilai nominal. Begitu nilai nominal terlampaui, mesin akan beroperasi. Kecepatan respon bergantung sepenuhnya pada waktu lewatnya arus listrik dengan rating yang terlampaui.

Pelepasan elektromagnetik dipicu secara instan; ini terutama terjadi pada korsleting pada saluran terlindung.

Pengujian senapan serbu ABB, Hager dan EKF

Perkenalan

1. Pemutus arus

2. Pemutus arus dengan pelepasan termal

3. Pemutus sirkuit otomatis dengan pelepasan gabungan

Bibliografi

Perkenalan

Saat ini, untuk melindungi jaringan dan penerima listrik dari kerusakan akibat arus yang melebihi nilai yang diizinkan, pemutus arus semakin banyak digunakan. Mereka digunakan untuk menghantarkan, menghidupkan dan membuka secara otomatis sirkuit listrik jika terjadi fenomena abnormal (misalnya, ketika arus beban lebih, korsleting, penurunan tegangan yang tidak dapat diterima), serta untuk menyalakan sirkuit secara manual yang jarang terjadi. Sakelar diproduksi dengan pelepasan termal, elektromagnetik, dan gabungan (termal dan elektromagnetik) dengan jumlah kutub berbeda - satu, dua, dan tiga. Pada rangkaian satu fasa digunakan rangkaian satu dan dua kutub, dan pada rangkaian tiga fasa digunakan rangkaian tiga kutub.

1. Pemutus arus

Pemutus arus otomatis dengan pelepasan elektromagnetik digunakan untuk melindungi jaringan dan penerima listrik dari kerusakan akibat arus hubung singkat, bahkan dalam waktu singkat. Diagram skema saklar tersebut ditunjukkan pada Gambar. 1, a.

Kontak rangkaian utama ditutup dengan menekan tombol atau memutar pegangan. Dalam hal ini, gaya pegas pembuka diatasi dan kontak ditahan pada posisi tertutup dengan kait 3. Segera setelah arus dalam rangkaian terlindung melebihi nilai tertentu, inti 6 akan ditarik ke dalam kumparan 5 dan melalui tuas. 4 akan melepaskan kait 5. Di bawah aksi pegas 1, kontak 2 akan terbuka. Diagram menunjukkan satu kontak dari rangkaian utama, tetapi secara praktis bisa ada dua atau tiga kontak, dan jumlah kumparan 5 dengan inti 6 bisa sama. Ketika ditarik, semua inti bekerja pada kait yang sama 3. Meningkatkan arus di kabel mana pun (kumparan) ke nilai yang melebihi nilai pengaturan arus operasi memerlukan pembukaan semua kontak utama.

Elektromagnet dengan mekanisme tersandung disebut pelepasan elektromagnetik. Waktu penghentian pemutus sirkuit dengan pelepasan elektromagnetik tidak signifikan (sepersekian detik), sehingga diklasifikasikan sebagai perangkat perlindungan maksimum sesaat.

Keuntungan pemutus arus dibandingkan sekering adalah memiliki banyak fungsi. Setelah sekring putus, sambungan sekring harus diganti. Setelah penyebab pengoperasian dihilangkan, pemutus sirkuit dapat dipersiapkan untuk pengoperasian berulang dengan menekan tombol atau memutar pegangan.

Sakelar otomatis digunakan tidak hanya untuk mematikan penerima selama arus hubung singkat, tetapi juga untuk jarang menghidupkan dan mematikannya secara manual selama pengoperasian normal. Busur listrik yang terjadi ketika rangkaian dibuka padam di udara atau minyak. Tergantung pada ini, pemutus sirkuit disebut pemutus sirkuit udara atau oli. Di sirkuit dengan tegangan hingga 500 V, pemutus sirkuit udara terutama digunakan.

2. Pemutus arus dengan pelepasan termal

Logam mempunyai koefisien muai panjang yang berbeda-beda sehingga memanjang secara berbeda ketika dipanaskan. Jika dua pelat logam dengan koefisien muai berbeda diletakkan di atas satu sama lain dan dihubungkan dengan kuat, diperoleh pelat bimetalik. Saat dipanaskan, ia berubah bentuk dengan cembung ke arah lapisan logam aktif. Lapisan logam aktif adalah lapisan yang mempunyai koefisien muai yang tinggi. Lapisan lainnya disebut pasif. Lapisan aktif terbuat dari baja, dan lapisan pasif terbuat dari invar (paduan yang terdiri dari 64% besi dan 36% nikel). Koefisien ekspansi linier Invar 12 kali lebih kecil dari baja.

Jika salah satu ujung pelat bimetal dipasang, maka ujung lainnya, jika dipanaskan, akan membengkok ke arah lapisan pasif. Properti pelat ini digunakan untuk melepaskan kait pemutus sirkuit. Tingkat deformasi pelat tergantung pada suhu pemanasannya.

Dua metode pemanasan pelat digunakan: langsung dan tidak langsung. Yang pertama, arus mengalir langsung melalui pelat. Dalam hal ini, jumlah panas yang dilepaskan di dalamnya sebanding dengan kuadrat arus, waktu alirannya, dan hambatan pelat. Pada metode kedua, arus melewati elemen pemanas (spiral kecil) yang terbuat dari nichrome atau paduan lainnya. Spiral ditempatkan di sebelah piring atau dililitkan di atasnya. Panas yang dilepaskan dalam spiral ini memanaskan pelat bimetalik. Sebelum menggulung spiral, strip bimetalik dilapisi dengan isolasi listrik, seperti mika.

Gambar 1.6 menunjukkan diagram rangkaian pemutus arus dengan pelepasan termal. Kontak 2 rangkaian utama ditutup secara manual dengan tombol atau pegangan, dan pada posisi tertutup ditahan dengan kait 3. Ketika arus melewati jaringan, yang nilainya kurang dari nilai tertentu, pelat bimetalik 7 sedikit memanas, dan pembengkokan ke atas tidak cukup untuk mentransfer gaya ke kait 3 Jika arus melewati spiral 8, yang besarnya melebihi nilai tertentu, maka setelah beberapa waktu ujung kanan pelat 7 akan membengkok ke atas sedemikian rupa sehingga melalui penekan 4 itu akan menaikkan tuas kait 3. Di bawah aksi pegas 1, kontak 2 akan terbuka, kontak akan terbuka, tergantung pada tingkat kelebihan beban jaringan. Pelepasan termal tidak dapat beroperasi secara instan, terutama bila strip bimetalik dipanaskan secara tidak langsung. Pemanasan dan deformasi tidak terjadi secara instan bahkan dengan pelepasan panas yang sangat besar pada spiral.

Pemutus sirkuit otomatis dengan pelepasan termal memutuskan jaringan dengan waktu tunda yang berbanding terbalik dengan besarnya arus beban lebih. Pada beban berlebih yang lebih tinggi, pemadaman terjadi lebih cepat. Diagram menunjukkan satu kontak sakelar, tetapi mungkin ada dua atau tiga.

Perbedaan utama antara keduanya berpindah perangkat dari semua perangkat serupa lainnya terdiri dari kombinasi kemampuan yang kompleks:

1. mempertahankan beban pengenal dalam sistem untuk waktu yang lama dengan mengalirkan aliran listrik yang kuat melalui kontaknya secara andal;

2. melindungi peralatan pengoperasian dari malfungsi yang tidak disengaja Diagram listrik karena cepatnya hilangnya kekuasaan darinya.

Pada kondisi normal pengoperasian peralatan, operator dapat mengalihkan beban secara manual dengan pemutus arus, dengan ketentuan:

rencana daya yang berbeda;

mengubah konfigurasi jaringan;

penghapusan peralatan dari operasi.

Situasi darurat di sistem kelistrikan ah timbul seketika dan spontan. Seseorang tidak dapat dengan cepat bereaksi terhadap penampilannya dan mengambil tindakan untuk menghilangkannya. Fungsi ini ditugaskan ke perangkat otomatis, terpasang di sakelar.

Di sektor energi, merupakan praktik umum untuk membagi sistem kelistrikan berdasarkan jenis arus:

konstan;

variabel sinusoidal.

Selain itu, ada klasifikasi peralatan menurut tegangannya:

tegangan rendah - kurang dari seribu volt;

tegangan tinggi - yang lainnya.

Untuk semua jenis sistem ini, pemutus sirkuitnya sendiri dibuat, dirancang untuk pengoperasian berulang.

Rantai arus bolak-balik

Berdasarkan daya listrik yang ditransmisikan, pemutus arus pada rangkaian arus bolak-balik secara konvensional dibagi menjadi:

1. modular;

2. dalam wadah cetakan;

3. kekuatan udara.

Desain modular

Desain khusus dalam bentuk modul standar kecil dengan lebar kelipatan 17,5 mm menentukan nama dan desainnya dengan kemungkinan pemasangan pada rel Din.

Struktur internal salah satu pemutus sirkuit ini ditunjukkan pada gambar. Bodinya seluruhnya terbuat dari bahan yang tahan lama bahan dielektrik, tidak termasuk .

Kabel suplai dan output masing-masing dihubungkan ke terminal atas dan bawah. Untuk mengontrol status sakelar secara manual, tuas dengan dua posisi tetap dipasang:

yang atas dirancang untuk memasok arus melalui kontak daya tertutup;

yang lebih rendah memastikan putusnya sirkuit catu daya.

Masing-masing mesin tersebut didesain untuk pengoperasian jangka panjang pada nilai tertentu (In). Jika beban menjadi lebih besar, maka kontak daya putus. Untuk tujuan ini, dua jenis perlindungan ditempatkan di dalam casing:

1. pelepasan panas;

2. pemutusan arus.

Prinsip operasinya memungkinkan untuk menjelaskan karakteristik arus waktu, yang menyatakan ketergantungan waktu respons proteksi pada arus beban yang melewatinya atau kecelakaan.

Grafik yang disajikan dalam gambar ditampilkan untuk satu pemutus sirkuit tertentu, ketika zona operasi pemutusan dipilih pada 5 10 kali arus pengenal.

Selama kelebihan beban awal, pelepasan termal terbuat dari , yang, dengan peningkatan arus, secara bertahap memanas, membengkokkan dan bekerja pada mekanisme trip tidak segera, tetapi dengan penundaan waktu tertentu.

Dengan cara ini, hal ini memungkinkan kelebihan beban kecil yang terkait dengan koneksi jangka pendek konsumen dapat teratasi sendiri dan menghilangkan pemadaman yang tidak perlu. Jika beban memberikan pemanasan kritis pada kabel dan insulasi, maka kontak daya putus.

Ketika arus darurat terjadi di sirkuit yang dilindungi, yang mampu membakar peralatan dengan energinya, kumparan elektromagnetik mulai beroperasi. Dengan adanya dorongan, akibat lonjakan beban yang timbul, ia melemparkan inti ke mekanisme pemutusan untuk menghentikan mode over-the-top secara instan.

Grafik menunjukkan bahwa semakin tinggi arus hubung singkat, semakin cepat arus tersebut dimatikan oleh pelepasan elektromagnetik.

Sekring PAR otomatis rumah tangga bekerja dengan prinsip yang sama.

Ketika arus besar putus, busur listrik tercipta, yang energinya dapat membakar kontak. Untuk menghilangkan efeknya, pemutus sirkuit menggunakan ruang pemadam busur yang membagi pelepasan busur menjadi aliran kecil dan memadamkannya karena pendinginan.

Rasio batas struktur modular

Pelepasan elektromagnetik dikonfigurasikan dan dipilih untuk bekerja dengan beban tertentu karena ketika dimulai akan menghasilkan beban yang berbeda proses sementara. Misalnya saat dihidupkan berbagai lampu lonjakan arus jangka pendek karena perubahan resistansi filamen dapat mendekati tiga kali lipat nilai nominalnya.

Oleh karena itu, untuk kelompok soket apartemen dan sirkuit penerangan, biasanya memilih sakelar otomatis dengan karakteristik arus waktu tipe "B". Ini adalah 3 5 inci.

Motor asinkron, ketika rotor dengan penggerak diputar, menyebabkan arus beban berlebih yang besar. Bagi mereka, mesin dengan karakteristik "C" dipilih, atau - 5 10 In. Karena cadangan waktu dan arus yang tercipta, mesin dapat berputar dan dijamin mencapai mode pengoperasian tanpa penghentian yang tidak perlu.

DI DALAM produksi industri Pada mesin dan mekanisme, terdapat penggerak bermuatan yang terhubung ke motor, yang menyebabkan peningkatan beban berlebih. Untuk tujuan tersebut, digunakan pemutus sirkuit otomatis dengan karakteristik “D” dengan nilai pengenal 10 20 In. Mereka telah membuktikan diri dengan baik ketika bekerja di sirkuit dengan beban induktif aktif.

Selain itu, mesin memiliki tiga jenis karakteristik arus waktu standar yang digunakan untuk tujuan khusus:

1. "A" - untuk perkabelan panjang dengan beban aktif atau perlindungan perangkat semikonduktor dengan nilai 2 3 In;

2. "K" - untuk beban induktif yang diucapkan;

3. "Z" - untuk perangkat elektronik.

DI DALAM dokumentasi teknis pada produsen yang berbeda Rasio batas untuk dua tipe terakhir mungkin sedikit berbeda.

Perangkat kelas ini mampu mengalihkan arus yang lebih tinggi daripada desain modular. Bebannya bisa mencapai nilai hingga 3,2 kiloampere.

Mereka diproduksi sesuai dengan prinsip yang sama dengan desain modular, namun, dengan mempertimbangkan meningkatnya kebutuhan untuk membawa beban yang meningkat, mereka dibuat memiliki dimensi yang relatif kecil dan kualitas teknis yang tinggi.

Mesin-mesin ini dirancang untuk pekerjaan yang aman pada fasilitas industri. Berdasarkan arus pengenalnya, mereka secara konvensional dibagi menjadi tiga kelompok dengan kemampuan mengalihkan beban hingga 250, 1000 dan 3200 ampere.

Desain rumah mereka: model tiga atau empat tiang.

Pemutus sirkuit udara listrik

Mereka bekerja di instalasi industri dan beroperasi dengan arus beban yang sangat tinggi hingga 6,3 kiloamper.

Ini adalah perangkat paling kompleks untuk mengganti perangkat peralatan tegangan rendah. Mereka digunakan untuk mengoperasikan dan melindungi sistem kelistrikan sebagai perangkat input dan output instalasi distribusi peningkatan daya dan untuk menghubungkan generator, transformator, kapasitor atau motor listrik yang kuat.

Representasi skematis dari mereka struktur internal ditunjukkan pada gambar.

Di sini, pemutusan ganda pada kontak daya digunakan dan ruang pemadam busur dengan kisi-kisi dipasang di setiap sisi pemutusan.

Algoritme pengoperasiannya melibatkan koil switching, pegas penutup, penggerak motor pengisi pegas, dan elemen otomatis. Untuk mengontrol beban yang mengalir, transformator arus dengan belitan pelindung dan pengukur dibangun di dalamnya.

Pemutus arus pada peralatan tegangan tinggi sangat kompleks perangkat teknis dan diproduksi secara ketat secara individual untuk setiap kelas tegangan. Biasanya mereka digunakan.

Persyaratan berikut harus dipenuhi:

keandalan yang tinggi;

keamanan;

kecepatan;

kemudahan penggunaan;

relatif tidak bersuara selama pengoperasian;

biaya optimal.

Beban yang putus pada saat pemadaman darurat disertai dengan busur listrik yang sangat kuat. Untuk memadamkannya mereka menggunakan berbagai cara, termasuk memutus sirkuit di lingkungan khusus.

Peralihan ini meliputi:

sistem kontak;

alat pemadam busur api;

bagian aktif;

perumahan terisolasi;

mekanisme penggerak.

Salah satu perangkat switching ini ditunjukkan pada foto.

Untuk pekerjaan yang berkualitas sirkuit dalam desain seperti itu, selain tegangan operasi, memperhitungkan:

nilai pengenal arus beban untuk transmisi yang andal dalam keadaan hidup;

arus hubung singkat maksimum menurut nilai efektif, yang mampu menahan mekanisme tersandung;

komponen arus aperiodik yang diizinkan pada saat pemutusan sirkuit;

kemampuan penutupan kembali otomatis dan penyediaan dua siklus penutupan kembali otomatis.

Menurut metode pemadaman busur selama pemadaman, sakelar diklasifikasikan menjadi:

minyak;

kekosongan;

udara;

SF6;

gas otomatis;

elektromagnetik;

autopneumatik.

Untuk pengoperasian yang andal dan nyaman, mereka dilengkapi dengan mekanisme penggerak yang dapat menggunakan satu atau lebih jenis energi atau kombinasinya:

pegas bermuatan;

beban yang diangkat;

tekanan udara terkompresi;

pulsa elektromagnetik dari solenoid.

Tergantung pada kondisi penggunaan, mereka dapat dibuat dengan kemampuan untuk beroperasi di bawah tegangan dari satu hingga 750 kilovolt inklusif. Tentu saja mereka punya desain yang berbeda. dimensi, otomatis dan kendali jarak jauh, menyiapkan perlindungan untuk pengoperasian yang aman.

Sistem bantu pemutus sirkuit tersebut dapat memiliki struktur bercabang yang sangat kompleks dan terletak pada panel tambahan di bangunan teknis khusus.

Rantai arus searah

Jaringan ini juga mengoperasikan sejumlah besar pemutus sirkuit dengan kemampuan berbeda.

Peralatan listrik hingga 1000 volt

Di sini, perangkat modular modern yang dapat dipasang pada rel Din diperkenalkan secara massal.

Mereka berhasil melengkapi kelas senapan mesin lama seperti , AE dan sejenisnya, yang dipasang pada dinding pelindung dengan sambungan sekrup.

Desain DC modular memiliki desain dan prinsip pengoperasian yang sama dengan analognya tegangan AC. Mereka dapat dilakukan dalam satu atau beberapa blok dan dipilih sesuai dengan bebannya.

Peralatan listrik di atas 1000 volt

Pemutus sirkuit tegangan tinggi untuk arus searah beroperasi di pabrik produksi elektrolisis, fasilitas industri metalurgi, transportasi kereta api dan listrik perkotaan, dan perusahaan energi.

Dasar persyaratan teknis pengoperasian perangkat tersebut sesuai dengan perangkat arus bolak-balik.

Sakelar hibrida

Para ilmuwan dari perusahaan Swedia-Swiss ABB berhasil mengembangkan saklar DC tegangan tinggi yang menggabungkan dua struktur daya:

1.SF6;

2. vakum.

Ini disebut hybrid (HVDC) dan menggunakan teknologi pemadaman busur berurutan di dua lingkungan sekaligus: sulfur heksafluorida dan vakum. Untuk tujuan ini, perangkat berikut telah dirakit.

Tegangan disuplai ke busbar atas pemutus sirkuit vakum hibrid, dan tegangan dilepaskan dari busbar bawah pemutus sirkuit SF6.

Bagian daya dari kedua perangkat switching dihubungkan secara seri dan dikendalikan oleh drive masing-masing. Agar mereka dapat bekerja secara bersamaan, perangkat kontrol untuk operasi koordinat tersinkronisasi telah dibuat, yang mengirimkan perintah ke mekanisme kontrol dengan catu daya independen melalui saluran serat optik.

Melalui penggunaan teknologi presisi tinggi, pengembang desain mampu mencapai konsistensi dalam tindakan aktuator kedua penggerak, yang sesuai dengan jangka waktu kurang dari satu mikrodetik.

Sakelar dikendalikan oleh unit proteksi relai yang terpasang pada saluran listrik melalui repeater.

Pemutus sirkuit hibrid telah meningkatkan efisiensi komposit SF6 dan desain vakum secara signifikan dengan memanfaatkan karakteristik gabungannya. Pada saat yang sama, dimungkinkan untuk mewujudkan keunggulan dibandingkan analog lainnya:

1. kemampuan untuk mematikan arus hubung singkat pada tegangan tinggi secara andal;

2. kemungkinan sedikit usaha untuk mengganti elemen daya, yang memungkinkan pengurangan dimensi dan secara signifikan. karenanya, biaya peralatan;

3. ketersediaan kepatuhan terhadap berbagai standar untuk pembuatan struktur yang beroperasi sebagai bagian dari pemutus arus terpisah atau perangkat kompak di satu gardu induk;

4. kemampuan untuk menghilangkan konsekuensi dari pemulihan stres yang meningkat dengan cepat;

5. Kemungkinan pembentukan modul dasar untuk bekerja dengan tegangan hingga 145 kilovolt dan lebih tinggi.

Ciri khas dari desain ini adalah kemampuannya untuk memutus sirkuit listrik dalam 5 milidetik, yang hampir tidak mungkin dicapai dengan perangkat listrik dengan desain lain.

Perangkat sakelar hibrid dinobatkan sebagai salah satu dari sepuluh perkembangan teratas tahun ini oleh Tinjauan Teknologi MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Produsen peralatan listrik lainnya juga melakukan penelitian serupa. Mereka juga mencapai hasil tertentu. Namun ABB lebih unggul dalam hal ini. Manajemennya meyakini selama transmisi listrik arus bolak-balik ada kerugian besar. Mereka dapat dikurangi secara signifikan dengan menggunakan rangkaian tegangan searah tegangan tinggi.

Prinsip operasi

Pemutus arus otomatis dengan pelepasan elektromagnetik digunakan untuk melindungi jaringan dan penerima listrik dari kerusakan akibat arus hubung singkat, bahkan dalam waktu singkat. Selain itu, setiap mesin dilengkapi dengan pelepas tegangan maksimum, dan pada beberapa tipe, pelepas tegangan minimum.

Menurut fungsi proteksi yang dijalankannya, pemutus arus dibagi menjadi pemutus arus: arus lebih, tegangan rendah, dan daya balik.

Pemutus arus arus lebih digunakan untuk membuka secara otomatis suatu rangkaian listrik apabila terjadi arus hubung singkat dan beban lebih di dalamnya melebihi batas yang telah ditetapkan. Menggantikan sakelar dan sekering, keduanya memberikan perlindungan yang lebih andal dan selektif dalam kondisi tidak normal.

Jika kondisi lingkungan berbeda dari biasanya (kelembaban udara di atas 85% dan mengandung kotoran uap berbahaya), maka pemutus arus harus ditempatkan di kotak dan lemari yang tahan debu dan lembab serta tahan bahan kimia.

Klasifikasi

Sakelar otomatis dibagi menjadi:

· pemutus sirkuit instalasi memiliki selubung isolasi pelindung (plastik) dan dapat dipasang di tempat yang dapat diakses oleh umum;

· universal - tidak memiliki rumah seperti itu dan dimaksudkan untuk pemasangan di perangkat distribusi;

· bertindak cepat ( waktu sendiri operasi tidak melebihi 5 ms);

· akting lambat (dari 10 hingga 100 ms);

Kecepatan operasi dipastikan oleh prinsip operasi itu sendiri (prinsip elektromagnetik terpolarisasi atau induksi-dinamis, dll.), serta oleh kondisi pemadaman busur listrik dengan cepat. Prinsip serupa digunakan pada pemutus arus pembatas arus;

· selektif, memiliki waktu respon yang dapat disesuaikan pada zona arus hubung singkat;

· dan pemutus arus otomatis arus balik, yang terpicu hanya ketika arah arus pada rangkaian yang dilindungi berubah;

· Pemutus sirkuit terpolarisasi mematikan sirkuit hanya ketika arus meningkat ke arah maju, yang tidak terpolarisasi - ke segala arah arus.

Kriteria untuk memilih pemutus sirkuit

Indikator utama mengacu pada kapan memilih mesin adalah:

Jumlah tiang;

Tegangan terukur;

Arus operasi maksimum;

Kapasitas putus (arus hubung singkat).

Jumlah tiang

Jumlah tiang mesin ditentukan dari jumlah fase jaringan. Untuk pemasangan di jaringan satu fasa menggunakan tiang tunggal atau tiang ganda. Untuk jaringan tiga fase digunakan jaringan tiga dan empat kutub (jaringan dengan sistem grounding TN-S netral). Di sektor domestik, pemutus arus satu atau dua kutub biasanya digunakan.

Tegangan terukur

Tegangan pengenal mesin adalah tegangan yang dirancang untuk mesin itu sendiri. Terlepas dari lokasi pemasangan, tegangan mesin harus sama atau lebih besar dari tegangan listrik pengenal:

Arus operasi maksimum

Arus operasi maksimum. Pemilihan mesin berdasarkan arus operasi maksimum adalah bahwa arus pengenal mesin (nilai arus pelepasan) lebih besar dari atau sama dengan arus operasi maksimum (dihitung) yang dapat melewati bagian yang dilindungi dalam waktu lama. sirkuit, dengan mempertimbangkan kemungkinan kelebihan beban:

Untuk mengetahui arus operasi maksimum untuk suatu bagian jaringan (misalnya, untuk apartemen), Anda perlu mencari daya total. Untuk melakukan ini, kita jumlahkan daya semua perangkat yang akan dihubungkan melalui mesin ini (kulkas, TV, kompor, dll.) Besarnya arus dari daya yang diterima dapat diketahui dengan dua cara: dengan perbandingan atau dengan rumus .

Untuk jaringan 220 V dengan beban 1 kW, arusnya adalah 5 A. Pada jaringan dengan tegangan 380 V, nilai arus untuk daya 1 kW adalah 3 A. Dengan menggunakan opsi perbandingan ini, Anda dapat mengetahui arusnya melalui kekuatan yang diketahui. Misalnya, total daya di apartemen ternyata 4,6 kW, arusnya sekitar 23 A. Untuk lebih lanjut lokasi yang tepat saat ini, Anda dapat menggunakan rumus terkenal:

Untuk peralatan listrik rumah tangga.

Melebihi kapasitas

Melebihi kapasitas. Pilihan mesin berdasarkan arus mati terukur dilakukan untuk memastikan bahwa arus yang mampu dimatikan oleh mesin adalah lebih terkini korsleting di titik pemasangan perangkat: Arus putus pengenal adalah arus hubung singkat tertinggi. dimana mesin dapat mati ketika tegangan pengenal.

Saat memilih mesin otomatis untuk keperluan industri, mereka juga diperiksa untuk:

Resistansi elektrodinamik:

Ketahanan termal:

Pemutus sirkuit diproduksi dengan skala ini arus terukur: 4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 dan 160 A.

Desain

Fitur desain dan prinsip pengoperasian mesin ditentukan oleh tujuan dan ruang lingkup penerapannya.

Mesin dapat dihidupkan dan dimatikan secara manual, dengan motor listrik atau penggerak elektromagnetik.

Penggerak manual digunakan pada arus pengenal hingga 1000 A dan memberikan jaminan maksimum kapasitas peralihan terlepas dari kecepatan pergerakan pegangan perpindahan (operator harus melakukan operasi peralihan dengan tegas: setelah memulai, lanjutkan sampai akhir).

Penggerak motor elektromagnetik dan listrik ditenagai oleh sumber tegangan. Sirkuit kontrol penggerak harus memiliki perlindungan terhadap penyalaan berulang pada hubung singkat, sedangkan proses penyalaan mesin hingga arus hubung singkat maksimum harus berhenti pada tegangan suplai 85 - 110% dari tegangan pengenal.

Jika terjadi kelebihan beban dan arus hubung singkat, pemutus arus akan dimatikan terlepas dari apakah pegangan kontrol ditahan pada posisi hidup.

Penting bagian yang tidak terpisahkan Pemutus sirkuit adalah pelepasan yang mengontrol parameter tertentu dari sirkuit yang dilindungi dan bekerja pada perangkat tripping yang mematikan pemutus sirkuit. Selain itu, rilis ini memungkinkan pematian mesin dari jarak jauh. Perangkat rilis yang paling banyak digunakan adalah jenis berikut:

· elektromagnetik untuk perlindungan terhadap arus hubung singkat;

· termal untuk perlindungan terhadap kelebihan beban;

· digabungkan;

· semikonduktor, dengan stabilitas parameter respons yang tinggi dan kemudahan konfigurasi.

Untuk mengganti sirkuit tanpa arus atau untuk mengganti arus pengenal yang jarang terjadi, pemutus sirkuit otomatis tanpa pelepas dapat digunakan.

Rangkaian pemutus sirkuit yang diproduksi secara industri dirancang untuk digunakan dalam berbagai jenis zona iklim, penempatan di tempat dengan kondisi yang berbeda pengoperasian, untuk bekerja dalam kondisi yang berbeda dalam tekanan mekanis dan lingkungan yang mudah meledak, dan memiliki tingkat perlindungan yang berbeda-beda dari kontak dan pengaruh eksternal.

Informasi tentang jenis perangkat tertentu, jenis dan ukurannya diberikan dalam dokumen peraturan dan teknis. Biasanya, dokumen semacam itu adalah Xia Spesifikasi(TU) tanaman. Dalam beberapa kasus, untuk tujuan penyatuan, untuk produk yang banyak digunakan dan diproduksi oleh beberapa perusahaan, tingkat dokumennya ditingkatkan (terkadang sampai ke tingkat standar Negara).

1. Terminal atas untuk koneksi;

2. Kontak daya tetap;

3. Kontak daya bergerak;

4. Ruang busur;

5. Konduktor fleksibel;

6. Pelepasan elektromagnetik (kumparan dengan inti);

7. Pegangan untuk kontrol;

8. Pelepasan termal (pelat bimetalik);

9. Sekrup untuk mengatur pelepasan termal;

10. Terminal bawah untuk koneksi;

11. Lubang untuk keluarnya gas (yang terbentuk ketika busur terbakar).

Pelepasan elektromagnetik

Tujuan fungsional pelepasan elektromagnetik - memastikan pengoperasian pemutus sirkuit hampir seketika ketika terjadi korsleting di sirkuit yang dilindungi. Dalam situasi ini di elek
Pada rangkaian listrik timbul arus yang besarnya ribuan kali lebih besar dari nilai nominal parameter tersebut.

Waktu pengoperasian mesin ditentukan oleh karakteristik waktu-saat ini (ketergantungan waktu pengoperasian mesin pada nilai saat ini), yang ditandai dengan indeks A, B atau C (yang paling umum).

Jenis karakteristik ditunjukkan dalam parameter arus pengenal pada badan mesin, misalnya C16. Untuk karakteristik yang diberikan, waktu respons berkisar antara seperseratus hingga seperseribu detik.

Desain pelepasan elektromagnetik adalah solenoid dengan inti pegas, yang dihubungkan ke kontak daya yang dapat digerakkan.

Secara elektrik, kumparan solenoid dihubungkan secara seri ke rantai yang terdiri dari kontak daya dan pelepasan termal. Ketika mesin dihidupkan dan nilai arus terukur, arus mengalir melalui kumparan solenoid, namun besarnya fluks magnet kecil untuk menarik kembali inti. Kontak daya ditutup dan ini memastikan fungsi normal dari instalasi yang dilindungi.

Selama hubungan pendek, peningkatan tajam arus dalam solenoid menyebabkan peningkatan fluks magnet secara proporsional, yang dapat mengatasi aksi pegas dan menggerakkan inti serta ujung bergerak yang terkait dengannya. kebijaksanaan. Pergerakan inti menyebabkan kontak daya terbuka dan saluran yang dilindungi menjadi tidak diberi energi.

Pelepasan termal

Pelepasan termal menjalankan fungsi perlindungan ketika nilai arus yang diizinkan sedikit terlampaui, tetapi berlangsung untuk jangka waktu yang relatif lama.

Pelepasan termal adalah pelepasan tertunda; tidak bereaksi terhadap lonjakan arus jangka pendek. Waktu respons proteksi jenis ini juga diatur oleh karakteristik arus waktu.

Inersia pelepasan termal memungkinkan penerapan fungsi melindungi jaringan dari kelebihan beban. Secara struktural, pelepasan termal terdiri dari pelat bimetalik yang dipasang pada kantilever di dalam rumahan, ujung bebasnya berinteraksi dengan mekanisme pelepasan melalui tuas.

Secara elektrik, strip bimetal dihubungkan secara seri dengan kumparan pelepas elektromagnetik. Saat mesin dihidupkan, arus mengalir pada rangkaian seri, memanaskan pelat bimetal. Hal ini menyebabkan ujung bebasnya bergerak mendekati tuas mekanisme pelepasan.

Ketika nilai arus yang ditentukan dalam karakteristik arus waktu tercapai dan setelah waktu tertentu, pelat menekuk ketika dipanaskan dan bersentuhan dengan tuas. Yang terakhir, melalui mekanisme pelepasan, membuka kontak daya - jaringan dilindungi dari kelebihan beban.

Arus pelepasan termal diatur menggunakan sekrup 9 selama proses perakitan. Karena sebagian besar mesin bersifat modular dan mekanismenya disegel di dalam wadahnya, tidak mungkin bagi teknisi listrik sederhana untuk melakukan penyesuaian seperti itu.