Ποιοι είναι οι τύποι και οι τύποι διακοπτών κυκλώματος στα ηλεκτρικά δίκτυα

Η κύρια διαφορά μεταξύ αυτών των συσκευών μεταγωγής από όλες τις άλλες παρόμοιες συσκευές είναι ο πολύπλοκος συνδυασμός δυνατοτήτων:

1. να διατηρεί το ονομαστικό φορτίο στο σύστημα για μεγάλο χρονικό διάστημα λόγω της αξιόπιστης μετάδοσης ισχυρών ρευμάτων ηλεκτρικής ενέργειας μέσω των επαφών του.

2. για την προστασία του λειτουργικού εξοπλισμού από τυχαία ζημιά στο ηλεκτρικό κύκλωμα αποσυνδέοντας γρήγορα την παροχή ρεύματος από αυτό.

Υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας του εξοπλισμού, ο χειριστής μπορεί να αλλάξει χειροκίνητα το φορτίο με τους διακόπτες κυκλώματος, παρέχοντας:

• διαφορετικά συστήματα ισχύος.

• αλλάξτε τη διαμόρφωση του δικτύου.

• απόσυρση του εξοπλισμού από τη λειτουργία.

Οι καταστάσεις έκτακτης ανάγκης στα ηλεκτρικά συστήματα συμβαίνουν άμεσα και αυθόρμητα. Ένα άτομο δεν είναι σε θέση να αντιδράσει γρήγορα στην εμφάνισή του και να λάβει μέτρα για την εξάλειψή τους. Αυτή η λειτουργία εκχωρείται σε αυτόματες συσκευές που είναι ενσωματωμένες στον διακόπτη κυκλώματος.

Στην ηλεκτρική ενέργεια, η διαίρεση των ηλεκτρικών συστημάτων κατά τύπο ρεύματος είναι αποδεκτή:

• μόνιμος;

• εναλλασσόμενο ημιτονοειδές.

Επιπλέον, υπάρχει μια ταξινόμηση του εξοπλισμού σύμφωνα με το μέγεθος της τάσης για:

• χαμηλή τάση - λιγότερο από χίλια βολτ.

• υψηλή τάση — όλα τα άλλα.

Για όλους τους τύπους αυτών των συστημάτων, έχουν δημιουργηθεί οι δικοί τους διακόπτες κυκλώματος σχεδιασμένοι για επαναλαμβανόμενη λειτουργία.

Κυκλώματα AC

Αυτή η κατηγορία κλειδιών έχει μια τεράστια ποικιλία μοντέλων που παράγονται από σύγχρονους κατασκευαστές. Ταξινομείται με βάση την τάση δικτύου και το φορτίο ρεύματος.

Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός έως 1000 βολτ

Σύμφωνα με την ισχύ της μεταδιδόμενης ηλεκτρικής ενέργειας, οι αυτόματοι διακόπτες σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος χωρίζονται συμβατικά σε:

1. αρθρωτό?

2. σε καλουπωμένη θήκη.

3. ρεύμα αέρα.

Αρθρωτά σχέδια

Ο συγκεκριμένος σχεδιασμός με τη μορφή μικρών τυπικών πλαισίων με πολλαπλάσιο πλάτους 17,5 mm καθορίζει το όνομα και το σχεδιασμό τους με δυνατότητα τοποθέτησης σε Din-rail.

Η εσωτερική δομή ενός από αυτούς τους διακόπτες κυκλώματος φαίνεται στη φωτογραφία. Το σώμα του είναι κατασκευασμένο εξ ολοκλήρου από ανθεκτικό διηλεκτρικό υλικό που αποβάλλει ηλεκτροπληξία σε ένα άτομο.

Τα καλώδια τροφοδοσίας και εξόδου συνδέονται στο επάνω και κάτω μπλοκ ακροδεκτών αντίστοιχα. Για χειροκίνητο έλεγχο της κατάστασης του διακόπτη, εγκαθίσταται ένας μοχλός με δύο σταθερές θέσεις:

• το επάνω είναι σχεδιασμένο να παρέχει ρεύμα μέσω μιας κλειστής επαφής τροφοδοσίας.

• παρακάτω — παρέχει διακοπή στο κύκλωμα ισχύος.

Κάθε ένα από αυτά τα μηχανήματα έχει σχεδιαστεί για συνεχή λειτουργία σε μια συγκεκριμένη τιμή ονομαστικό ρεύμα (Γιν). Εάν το φορτίο γίνει μεγαλύτερο, η επαφή ισχύος σπάει. Για το σκοπό αυτό, δύο είδη προστασίας τοποθετούνται μέσα στο κουτί:

1. θερμική απελευθέρωση.

2. διακοπή ρεύματος.

Η αρχή της λειτουργίας τους καθιστά δυνατή την εξήγηση του χαρακτηριστικού του ρεύματος χρόνου, το οποίο εκφράζει την εξάρτηση του χρόνου λειτουργίας προστασίας από το φορτίο ή το ρεύμα σφάλματος που διέρχεται από αυτό.

Το γράφημα που φαίνεται στη φωτογραφία δίνεται για έναν συγκεκριμένο διακόπτη κυκλώματος όταν επιλέγεται η οριακή ζώνη λειτουργίας σε 5 ÷ 10 φορές το ονομαστικό ρεύμα.

Σε περίπτωση αρχικής υπερφόρτωσης, θερμική απελευθέρωση από διμεταλλική πλάκα, το οποίο με αυξημένο ρεύμα θερμαίνεται σταδιακά, λυγίζει και δρα στον μηχανισμό απενεργοποίησης όχι αμέσως, αλλά με κάποια χρονική καθυστέρηση.

Έτσι, επιτρέπει στις μικρές υπερφορτώσεις που σχετίζονται με μια βραχυπρόθεσμη σύνδεση χρηστών να αφαιρούν από μόνοι τους και να εξαλείφουν τις περιττές διακοπές λειτουργίας. Εάν το φορτίο παρέχει κρίσιμη θέρμανση της καλωδίωσης και της μόνωσης, η επαφή ισχύος σπάει.

Όταν εμφανίζεται ένα ρεύμα έκτακτης ανάγκης στο προστατευμένο κύκλωμα, ικανό να κάψει τον εξοπλισμό με την ενέργειά του, τότε τίθεται σε δράση ένα ηλεκτρομαγνητικό πηνίο. Με μια ώθηση, λόγω της αύξησης του φορτίου που έχει προκύψει, ρίχνει τον πυρήνα στον μηχανισμό ταξιδιού για να σταματήσει αμέσως η λειτουργία εκτός ορίων.

Το γράφημα δείχνει ότι όσο υψηλότερα είναι τα ρεύματα βραχυκυκλώματος, τόσο πιο γρήγορα ενεργοποιούνται από την ηλεκτρομαγνητική απελευθέρωση.

Το οικιακό αυτόματο προστατευτικό ατμού λειτουργεί με τις ίδιες αρχές.

Όταν διακόπτονται μεγάλα ρεύματα, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό τόξο, η ενέργεια του οποίου μπορεί να κάψει τις επαφές. Για την εξάλειψη της επίδρασής του, χρησιμοποιείται ένας θάλαμος πυρόσβεσης τόξου στους διακόπτες κυκλώματος, ο οποίος διαιρεί την εκκένωση τόξου σε μικρά ρεύματα και τα σβήνει λόγω ψύξης.

Πολλαπλές εγκοπές αρθρωτών δομών

Τα μαγνητικά ταξίδια συντονίζονται και ταιριάζουν ώστε να λειτουργούν με συγκεκριμένα φορτία επειδή δημιουργούν διαφορετικές μεταβατικές καταστάσεις όταν ξεκινούν. Για παράδειγμα, κατά την ενεργοποίηση διαφόρων συσκευών φωτισμού, το βραχυπρόθεσμο ρεύμα εισόδου λόγω της μεταβαλλόμενης αντίστασης του νήματος μπορεί να πλησιάσει τρεις φορές την ονομαστική τιμή.

Ως εκ τούτου, για την ομάδα υποδοχών διαμερισμάτων και κυκλωμάτων φωτισμού, είναι συνηθισμένο να επιλέγετε αυτόματους διακόπτες με χαρακτηριστικό ρεύματος χρόνου του τύπου «Β». Αυτό είναι 3 ÷ 5 ίντσες.

Οι επαγωγικοί κινητήρες, όταν περιστρέφουν έναν κινούμενο ρότορα, προκαλούν μεγαλύτερα ρεύματα υπερφόρτωσης. Για αυτούς, επιλέξτε μηχανές με χαρακτηριστικό «C» ή — 5 ÷ 10 In. Λόγω του δημιουργημένου αποθέματος σε χρόνο και ρεύμα, επιτρέπουν στον κινητήρα να περιστρέφεται και είναι εγγυημένο ότι θα μπει στον τρόπο λειτουργίας χωρίς περιττές διακοπής λειτουργίας.

Στη βιομηχανική παραγωγή, σε μηχανήματα και μηχανισμούς κοπής μετάλλων, υπάρχουν φορτωμένοι ηλεκτροκινητήρες που συνδέονται με κινητήρες που δημιουργούν περισσότερες αυξημένες υπερφορτώσεις. Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιούνται αυτόματοι διακόπτες με χαρακτηριστικό «D» με βαθμολογία 10 ÷ 20 In. Έχουν αποδειχθεί καλά όταν εργάζονται σε κυκλώματα με ενεργά επαγωγικά φορτία.

Επιπλέον, οι μηχανές έχουν τρεις ακόμη τύπους τυπικών χαρακτηριστικών χρόνου-ρεύματος που χρησιμοποιούνται για ειδικούς σκοπούς:

1. "A" — για μεγάλη καλωδίωση με ενεργό φορτίο ή προστασία συσκευών ημιαγωγών με τιμή 2 ÷ 3 In.

2. "K" — για εκφρασμένα επαγωγικά φορτία.

3. «Z» — για ηλεκτρονικές συσκευές.

Στην τεχνική τεκμηρίωση διαφορετικών κατασκευαστών, η οριακή τιμή για τους δύο τελευταίους τύπους ενδέχεται να διαφέρει ελαφρώς.

Χυτό αυτόματο διακόπτη κυκλώματος

Αυτή η κατηγορία συσκευών μπορεί να αλλάξει ρεύματα υψηλότερα από τα αρθρωτά σχέδια. Το φορτίο τους μπορεί να φτάσει τιμές έως και 3,2 κιλοαμπέρ.

Παράγονται σύμφωνα με τις ίδιες αρχές με τις αρθρωτές κατασκευές, αλλά λαμβάνοντας υπόψη τις αυξημένες απαιτήσεις για τη μετάδοση του αυξημένου φορτίου, προσπαθούν να τους δώσουν σχετικά μικρές διαστάσεις και υψηλή τεχνική ποιότητα.

Αυτά τα μηχανήματα έχουν σχεδιαστεί για ασφαλή λειτουργία σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Σύμφωνα με την τιμή του ονομαστικού ρεύματος, χωρίζονται υπό όρους σε τρεις ομάδες με δυνατότητα εναλλαγής φορτίων έως 250, 1000 και 3200 αμπέρ.

Δομική σχεδίαση του αμαξώματος τους: μοντέλα τριών ή τεσσάρων πόλων.

Διακόπτες αέρα ρεύματος

Δουλεύουν σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις και αντέχουν πολύ βαριά ρεύματα έως 6,3 κιλοαμπέρ.

Αυτές είναι οι πιο σύνθετες συσκευές για τη μεταγωγή συσκευών χαμηλής τάσης. Χρησιμοποιούνται για τη λειτουργία και προστασία ηλεκτρικών συστημάτων ως συσκευές εισόδου και εξόδου για συστήματα διανομής υψηλής ισχύος και για τη σύνδεση γεννητριών, μετασχηματιστών, πυκνωτών ή ισχυρών ηλεκτροκινητήρων.

Μια σχηματική αναπαράσταση της εσωτερικής τους δομής φαίνεται στη φωτογραφία.

Εδώ χρησιμοποιείται πλέον διπλή αποσύνδεση της επαφής τροφοδοσίας και τοποθετούνται θάλαμοι πυρόσβεσης τόξου με πλέγματα σε κάθε πλευρά της αποσύνδεσης.

Ο αλγόριθμος λειτουργίας περιλαμβάνει το πηνίο κλεισίματος, το ελατήριο κλεισίματος, την κίνηση του κινητήρα της φόρτισης του ελατηρίου και τα στοιχεία αυτοματισμού. Ένας μετασχηματιστής ρεύματος με προστατευτικό και πηνίο μέτρησης είναι ενσωματωμένος για την παρακολούθηση των φορτίων ρεύματος.

Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός άνω των 1000 βολτ

Οι διακόπτες κυκλώματος για εξοπλισμό υψηλής τάσης είναι πολύ περίπλοκες τεχνικές συσκευές και κατασκευάζονται αυστηρά ξεχωριστά για κάθε κατηγορία τάσης. Χρησιμοποιούνται συνήθως των υποσταθμών μετασχηματιστών.

Τους επιβάλλονται απαιτήσεις:

• υψηλή αξιοπιστία;

• ασφάλεια;

• παραγωγικότητα;

• ευκολία στη χρήση;

• σχετική σιωπή κατά τη λειτουργία.

• βέλτιστη τιμή.

Τα φορτία που σπάνε διακόπτες υψηλής τάσης σε περίπτωση έκτακτης διακοπής που συνοδεύεται από πολύ ισχυρό τόξο. Για την κατάσβεσή του χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι, συμπεριλαμβανομένης της διακοπής του κυκλώματος σε ειδικό περιβάλλον.

Αυτός ο διακόπτης περιλαμβάνει:

• σύστημα επαφών?

• συσκευή πυρόσβεσης τόξου.

• ενεργά μέρη?

• μονωμένο περίβλημα?

• μηχανισμός κίνησης.

Μία από αυτές τις συσκευές μεταγωγής φαίνεται στη φωτογραφία.

Για υψηλής ποιότητας λειτουργία του κυκλώματος σε τέτοιες δομές, εκτός από την τάση λειτουργίας, λάβετε υπόψη:

• την ονομαστική τιμή του ρεύματος φορτίου για την αξιόπιστη μετάδοσή του στην κατάσταση ενεργοποίησης·

• μέγιστο ρεύμα βραχυκυκλώματος σε ισχύ. τιμή που μπορεί να αντέξει ο μηχανισμός απενεργοποίησης.

• αποδεκτή συνιστώσα του απεριοδικού ρεύματος τη στιγμή της αστοχίας του κυκλώματος.

• Δυνατότητες αυτόματης επαναφοράς και δύο κύκλοι AR.

Σύμφωνα με τις μεθόδους κατάσβεσης του τόξου κατά την ενεργοποίηση, οι διακόπτες ταξινομούνται σε:

• βούτυρο;

• κενό;

• αέρας;

• SF6 αέριο;

• αυτοαεριο?

• ηλεκτρομαγνητικός;

• αυτοπνευματικό.

Για αξιόπιστη και βολική λειτουργία, είναι εξοπλισμένα με μηχανισμό κίνησης που μπορεί να χρησιμοποιήσει έναν ή περισσότερους τύπους ενέργειας ή τους συνδυασμούς τους:

• ανυψωμένο ελατήριο?

• ανυψωμένο φορτίο?

• πίεση πεπιεσμένου αέρα?

• ηλεκτρομαγνητικό παλμό από την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα.

Ανάλογα με τις συνθήκες χρήσης, μπορούν να δημιουργηθούν με δυνατότητα εργασίας σε τάσεις από ένα έως 750 κιλοβολτ συμπεριλαμβανομένων. Φυσικά, έχουν διαφορετικό σχεδιασμό. διαστάσεις, δυνατότητες αυτόματου και τηλεχειρισμού, ρυθμίσεις προστασίας για ασφαλή λειτουργία.

Τα βοηθητικά συστήματα τέτοιων διακοπτών κυκλώματος μπορούν να έχουν πολύ περίπλοκη διακλαδισμένη δομή και να βρίσκονται σε πρόσθετα πάνελ σε ειδικά τεχνικά κτίρια.

Κυκλώματα συνεχούς ρεύματος

Αυτά τα δίκτυα έχουν επίσης έναν τεράστιο αριθμό μεταγωγέων με διαφορετικές δυνατότητες.

Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός έως 1000 βολτ

Οι σύγχρονες αρθρωτές συσκευές με δυνατότητα τοποθέτησης σε ράγα DIN παρουσιάζονται μαζικά εδώ.

Συμπληρώνουν με επιτυχία τις κατηγορίες παλαιών μηχανημάτων αυτού του τύπου ΑΠ-50, ΑΕ και τα παρόμοια, τα οποία στερεώθηκαν στα τοιχώματα των πάνελ με βιδωτές συνδέσεις.

Τα αρθρωτά σχέδια DC έχουν την ίδια δομή και αρχή λειτουργίας με τα αντίστοιχα AC. Μπορούν να εκτελεστούν από μία ή περισσότερες μονάδες και επιλέγονται ανάλογα με το φορτίο.

Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός άνω των 1000 βολτ

Οι διακόπτες κυκλώματος DC υψηλής τάσης χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις ηλεκτρόλυσης, μεταλλουργικές βιομηχανικές εγκαταστάσεις, σιδηροδρομικές και αστικές ηλεκτροφόρες μεταφορές και σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.

Οι κύριες τεχνικές απαιτήσεις για τη λειτουργία τέτοιων συσκευών αντιστοιχούν στα αντίστοιχα εναλλασσόμενο ρεύμα.

Υβριδικός διακόπτης κυκλώματος

Επιστήμονες από τη σουηδο-ελβετική εταιρεία ABB κατάφεραν να αναπτύξουν έναν διακόπτη υψηλής τάσης DC που συνδυάζει δύο δομές ισχύος στη συσκευή του:

1.SF6 αέριο;

2. κενό.

Ονομάζεται υβριδικό (HVDC) και χρησιμοποιεί την τεχνολογία της διαδοχικής κατάσβεσης τόξου σε δύο μέσα ταυτόχρονα: εξαφθοριούχο θείο και κενό. Για το σκοπό αυτό συναρμολογείται η παρακάτω συσκευή.

Εφαρμόζεται τάση στον επάνω δίαυλο του υβριδικού διακόπτη κενού και αφαιρείται από τον κάτω δίαυλο του διακόπτη κυκλώματος SF6.

Τα τροφοδοτικά των δύο συσκευών μεταγωγής συνδέονται σε σειρά και ελέγχονται από τους ξεχωριστούς δίσκους τους. Για να λειτουργούν ταυτόχρονα, δημιουργήθηκε μια συσκευή ελέγχου συγχρονισμένης λειτουργίας συντεταγμένων, η οποία μεταδίδει εντολές σε έναν ανεξάρτητα τροφοδοτούμενο μηχανισμό ελέγχου μέσω ενός οπτικού καναλιού.

Χάρη στη χρήση τεχνολογιών υψηλής ακρίβειας, οι σχεδιαστές μπόρεσαν να επιτύχουν συντονισμό των ενεργειών των ηλεκτροκινητήρων των δύο μονάδων δίσκου, ο οποίος ταιριάζει σε χρονικό διάστημα μικρότερο του ενός μικροδευτερόλεπτου.

Ο διακόπτης κυκλώματος ελέγχεται από μια μονάδα προστασίας ρελέ ενσωματωμένη στη γραμμή ισχύος μέσω ενός επαναλήπτη.

Ο υβριδικός διακόπτης κυκλώματος κατέστησε δυνατή τη σημαντική αύξηση της απόδοσης των σύνθετων δομών SF6 και κενού αξιοποιώντας τα συνδυασμένα χαρακτηριστικά τους. Ταυτόχρονα, ήταν δυνατό να συνειδητοποιήσουμε τα πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλα ανάλογα:

1. την ικανότητα αξιόπιστης απενεργοποίησης των ρευμάτων βραχυκυκλώματος σε υψηλή τάση.

2. τη δυνατότητα μικρών προσπαθειών για την πραγματοποίηση της μεταγωγής των στοιχείων ισχύος, γεγονός που κατέστησε δυνατή τη σημαντική μείωση των διαστάσεων και, κατά συνέπεια, της τιμής του εξοπλισμού.

3. Τη διαθεσιμότητα των διαφορετικών προτύπων για τη δημιουργία δομών που λειτουργούν ως μέρος χωριστού διακόπτη ή συμπαγών συσκευών ενός υποσταθμού.

4.την ικανότητα εξάλειψης των επιπτώσεων του ταχέως αυξανόμενου στρες κατά την ανάκαμψη.

5. Δυνατότητα διαμόρφωσης βασικής μονάδας για εργασία με τάσεις έως 145 kilovolt και άνω.

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του σχεδιασμού είναι η δυνατότητα να σπάσει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σε 5 χιλιοστά του δευτερολέπτου, κάτι που είναι σχεδόν αδύνατο να γίνει με συσκευές ισχύος άλλου σχεδιασμού.

Ο υβριδικός διακόπτης κυκλώματος κατατάχθηκε μεταξύ των δέκα κορυφαίων εξελίξεων της χρονιάς από την Τεχνολογική Επιθεώρηση MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Άλλοι κατασκευαστές ηλεκτρικού εξοπλισμού ασχολούνται με παρόμοια έρευνα. Πέτυχαν επίσης ορισμένα αποτελέσματα. Αλλά η ΑΒΒ προηγείται σε αυτό το θέμα. Η διοίκησή της πιστεύει ότι η μετάδοση AC προκαλεί μεγάλες απώλειες. Αυτά μπορούν να μειωθούν σημαντικά με τη χρήση κυκλωμάτων υψηλής τάσης άμεσης τάσης.