Αυτόματοι διακόπτες κυκλώματος

Πώς λειτουργεί ο διακόπτης κυκλώματος

Οι αυτόματοι διακόπτες (διακόπτες, διακόπτες) είναι ηλεκτρικές συσκευές μεταγωγής που έχουν σχεδιαστεί για να διοχετεύουν ρεύμα κυκλώματος σε κανονικές λειτουργίες και να προστατεύουν αυτόματα τα ηλεκτρικά δίκτυα και τον εξοπλισμό από καταστάσεις έκτακτης ανάγκης (ρεύματα βραχυκυκλώματος, ρεύματα υπερφόρτωσης, μείωση ή εξαφάνιση τάσης, αλλαγή κατεύθυνσης) το ρεύμα, η εμφάνιση μαγνητικών πεδίων ισχυρών γεννητριών σε συνθήκες έκτακτης ανάγκης κ.λπ.), καθώς και για σπάνια εναλλαγή των ονομαστικών ρευμάτων (6-30 φορές την ημέρα).

Λόγω της απλότητας, της ευκολίας, της ασφάλειας συντήρησης και της αξιοπιστίας προστασίας από ρεύματα βραχυκυκλώματος, αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις χαμηλής και υψηλής ισχύος.

Οι διακόπτες κυκλώματος είναι συσκευές χειροκίνητης μεταγωγής, αλλά πολλοί τύποι έχουν ηλεκτρομαγνητική κίνηση ή ηλεκτροκινητήρα, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λειτουργία τους από απόσταση.

Λειτουργική αρχή

Τα μηχανήματα συνήθως απενεργοποιούνται χειροκίνητα (με κίνηση ή τηλεχειριστήριο) και σε περίπτωση παραβίασης της κανονικής λειτουργίας (εμφάνιση υπερέντασης ή μείωσης τάσης) — αυτόματα.Σε αυτή την περίπτωση, κάθε μηχανή τροφοδοτείται με απελευθέρωση υπέρτασης και σε ορισμένους τύπους με απελευθέρωση υπότασης.

Σύμφωνα με τις προστατευτικές λειτουργίες που εκτελούνται, οι διακόπτες κυκλώματος χωρίζονται σε αυτόματες μηχανές: υπερένταση, χαμηλή τάση και αντίστροφη ισχύς.

Οι διακόπτες κυκλώματος χρησιμοποιούνται για να ανοίγουν αυτόματα ένα ηλεκτρικό κύκλωμα όταν συμβαίνουν ρεύματα βραχυκυκλώματος και υπερφόρτισης πάνω από το καθορισμένο όριο. Με την αντικατάσταση του διακόπτη και της ασφάλειας, παρέχουν πιο αξιόπιστη και επιλεκτική προστασία κάτω από μη φυσιολογικές συνθήκες.

Εάν οι περιβαλλοντικές συνθήκες διαφέρουν από τις κανονικές (η υγρασία του αέρα είναι υψηλότερη από 85% και περιέχει ακαθαρσίες επιβλαβών ατμών), τότε οι διακόπτες κυκλώματος θα πρέπει να τοποθετούνται σε κουτιά και ντουλάπια υγρής σκόνης και χημικά ανθεκτικής κατασκευής.

Ταξινόμηση

Οι διακόπτες κυκλώματος υποδιαιρούνται σε:

• Οι διακόπτες κυκλώματος εγκατάστασης έχουν προστατευτικό μονωτικό (πλαστικό) περίβλημα και μπορούν να εγκατασταθούν σε δημόσιους χώρους.

• καθολική - δεν έχουν τέτοια θήκη και προορίζονται για εγκατάσταση σε συσκευές διανομής.

• ενεργεί γρήγορα (ο δικός του χρόνος αντίδρασης δεν υπερβαίνει τα 5 ms).

• αργή (από 10 έως 100 ms).

Η ταχύτητα παρέχεται από την ίδια την αρχή λειτουργίας (πολωμένες ηλεκτρομαγνητικές ή επαγωγικές-δυναμικές αρχές κ.λπ.), καθώς και από τις συνθήκες ταχείας κατάσβεσης του ηλεκτρικού τόξου. Μια παρόμοια αρχή χρησιμοποιείται σε μηχανές περιορισμού ρεύματος.

• επιλεκτικός ρυθμιζόμενος χρόνος απόκρισης στην περιοχή των ρευμάτων βραχυκυκλώματος.

• διακόπτες κυκλώματος με αντίστροφο ρεύμα που ενεργοποιούνται μόνο όταν αλλάξει η κατεύθυνση του ρεύματος στο προστατευμένο κύκλωμα.

• Τα πολωμένα αυτόματα μηχανήματα απενεργοποιούν το κύκλωμα μόνο όταν το ρεύμα ανεβαίνει προς τα εμπρός, μη πολωμένο - με οποιαδήποτε κατεύθυνση ρεύματος.

Σχέδιο

Τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού και η αρχή λειτουργίας του μηχανήματος καθορίζονται από τον σκοπό και το πεδίο εφαρμογής του.

Η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του μηχανήματος μπορεί να γίνει χειροκίνητα, με ηλεκτροκινητήρα ή ηλεκτρομαγνητική κίνηση.

Ο χειροκίνητος κινητήρας χρησιμοποιείται για ονομαστικά ρεύματα έως 1000 A και παρέχει εγγυημένη τελική ικανότητα μεταγωγής, ανεξάρτητα από την ταχύτητα κίνησης της λαβής κλεισίματος (ο χειριστής πρέπει να εκτελέσει τη λειτουργία μεταγωγής αποφασιστικά: εκκίνηση - φέρτε την στο τέλος).

Οι ηλεκτρομαγνητικές μονάδες και οι ηλεκτροκινητήρες τροφοδοτούνται από πηγές τάσης. Το κύκλωμα ελέγχου του ηλεκτροκινητήρα πρέπει να έχει προστασία από επαναλαμβανόμενο βραχυκύκλωμα, ενώ η διαδικασία ενεργοποίησης του μηχανήματος στα περιοριστικά ρεύματα βραχυκυκλώματος πρέπει να σταματά σε τάση τροφοδοσίας 85-110% της ονομαστικής.

Σε περίπτωση υπερφόρτωσης και ρευμάτων βραχυκυκλώματος, ο διακόπτης κυκλώματος θα απενεργοποιηθεί ανεξάρτητα από το αν η λαβή ελέγχου βρίσκεται στην κλειστή θέση.

Ένα σημαντικό μέρος του μηχανήματος είναι μια απελευθέρωση, η οποία ελέγχει την καθορισμένη παράμετρο του προστατευμένου κυκλώματος και δρα στη συσκευή ενεργοποίησης, η οποία ενεργοποιεί τον διακόπτη κυκλώματος. Επιπλέον, η απελευθέρωση επιτρέπει τον απομακρυσμένο τερματισμό λειτουργίας του μηχανήματος. Οι πιο συνηθισμένες εκδόσεις είναι οι ακόλουθοι τύποι:

• ηλεκτρομαγνητικό για προστασία από ρεύματα βραχυκυκλώματος.

• Θερμικό για προστασία από υπερφόρτωση.

• σε συνδυασμό;

• ημιαγωγός με υψηλή σταθερότητα παραμέτρων απόκρισης και εύκολο συντονισμό.

Οι διακόπτες χωρίς απελευθερώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εναλλαγή κυκλώματος χωρίς ρεύμα ή για σπάνια μεταγωγή ονομαστικού ρεύματος.

Οι σειρές αυτόματων διακοπτών που παράγονται από τη βιομηχανία έχουν σχεδιαστεί για χρήση σε διαφορετικές κλιματικές ζώνες, τοποθετημένες σε μέρη με διαφορετικές συνθήκες εργασίας, για εργασία σε συνθήκες που διαφέρουν ως προς τη μηχανική καταπόνηση και την εκρηκτικότητα του περιβάλλοντος και έχουν διαφορετικές βαθμός προστασίας από την αφή και τις εξωτερικές επιρροές.

Πληροφορίες για συγκεκριμένους τύπους συσκευών, τις τυπικές εκδόσεις και τα τυπικά μεγέθη τους παρέχονται στα κανονιστικά και τεχνικά έγγραφα. Κατά κανόνα, ένα τέτοιο έγγραφο είναι οι Τεχνικές Συνθήκες (TU) του εργοστασίου... Σε ορισμένες περιπτώσεις, προκειμένου να ενοποιηθούν προϊόντα που χρησιμοποιούνται ευρέως και παράγονται από πολλές επιχειρήσεις, το επίπεδο του εγγράφου αυξάνεται (μερικές φορές στο επίπεδο του κρατικού προτύπου).

Οι διακόπτες κυκλώματος αποτελούνται από τα ακόλουθα κύρια εξαρτήματα:

• σύστημα επαφών?

• σύστημα πυρόσβεσης τόξου.

• απελευθερωτική?

• ελεγκτικός μηχανισμός;

• μηχανισμός ελεύθερης απελευθέρωσης.

Ένα σύστημα επαφών αποτελείται από σταθερές επαφές στερεωμένες στο περίβλημα και κινητές επαφές που είναι τοποθετημένες με αρθρώσεις στον ημιάξονα του μοχλού του μηχανισμού ελέγχου και συνήθως παρέχει μια ενιαία διακοπή κυκλώματος.

Μια συσκευή πυρόσβεσης τόξου είναι εγκατεστημένη σε κάθε πόλο του διακόπτη κυκλώματος και έχει σχεδιαστεί για να εντοπίζει ένα ηλεκτρικό τόξο σε περιορισμένο όγκο. Είναι ένας θάλαμος τόξου με πλέγμα από πλάκα απιονισμένου χάλυβα. Μπορούν επίσης να παρέχονται απαγωγείς σπινθήρων με τη μορφή πλακών ινών.

Ένας μηχανισμός ελεύθερης απελευθέρωσης είναι ένας αρθρωτός μηχανισμός 3 ή 4 συνδέσμων που παρέχει απελευθέρωση και απενεργοποίηση του συστήματος επαφής τόσο σε αυτόματη όσο και σε χειροκίνητη λειτουργία.

Μια ηλεκτρομαγνητική απελευθέρωση υπερέντασης, που είναι ένας ηλεκτρομαγνήτης οπλισμού, παρέχει αυτόματη ενεργοποίηση του διακόπτη κυκλώματος σε ρεύματα βραχυκυκλώματος που υπερβαίνουν τη ρύθμιση ρεύματος. Οι απελευθερώσεις ηλεκτρομαγνητικού ρεύματος με υδραυλική συσκευή καθυστέρησης έχουν αντίστροφη χρονική καθυστέρηση για προστασία από ρεύματα υπερφόρτωσης.

Η θερμική ανακούφιση υπερφόρτωσης είναι μια θερμομεταλλική πλάκα. Σε ρεύματα υπερφόρτωσης, η παραμόρφωση και οι δυνάμεις αυτής της πλάκας εξασφαλίζουν την αυτόματη ενεργοποίηση του διακόπτη κυκλώματος. Η καθυστέρηση μειώνεται όσο αυξάνεται το ρεύμα.

Οι μονάδες ενεργοποίησης ημιαγωγών αποτελούνται από ένα στοιχείο μέτρησης, ένα μπλοκ ρελέ ημιαγωγών και έναν ηλεκτρομαγνήτη εξόδου που ενεργεί στον μηχανισμό ελεύθερης απελευθέρωσης της μηχανής. Ως στοιχείο μέτρησης χρησιμοποιείται ένας μετασχηματιστής ρεύματος (AC) ή ένας ενισχυτής με μαγνητικό τσοκ (DC).

Η απελευθέρωση ρεύματος ημιαγωγού επιτρέπει τη ρύθμιση των ακόλουθων παραμέτρων:

• ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης.

• ρύθμιση ρεύματος λειτουργίας στην περιοχή των ρευμάτων βραχυκυκλώματος (ρεύμα διακοπής).

• ρυθμίσεις χρόνου απόκρισης στη ζώνη συμφόρησης·

• ρυθμίσεις χρόνου απόκρισης στην περιοχή των ρευμάτων βραχυκυκλώματος (για επιλεκτικούς διακόπτες).

Πολλοί διακόπτες κυκλώματος χρησιμοποιούν απελευθερώσεις συνδυασμού που χρησιμοποιούν θερμικά στοιχεία για προστασία από ρεύματα υπερφόρτωσης και ηλεκτρομαγνητικά στοιχεία για προστασία από ρεύματα βραχυκυκλώματος χωρίς χρονική καθυστέρηση (διακοπή).

Ο διακόπτης κυκλώματος έχει επίσης πρόσθετα συγκροτήματα που είναι ενσωματωμένα στον διακόπτη κυκλώματος ή προσαρτημένα σε αυτόν εξωτερικά.Μπορούν να είναι ανεξάρτητα, μηδενικής και χαμηλής τάσης, ελεύθερες και βοηθητικές επαφές, χειροκίνητο και ηλεκτρομαγνητικό τηλεχειριστήριο, αυτόματη σηματοδότηση απενεργοποίησης, συσκευή για το κλείδωμα του διακόπτη κυκλώματος στη θέση "off".

Η διακλάδωση είναι ένας ηλεκτρομαγνήτης που τροφοδοτείται από μια εξωτερική πηγή τάσης. Οι εκδόσεις Sub και Zero μπορεί να είναι χρονικά καθυστερημένες και μη. Με τη βοήθεια διακλάδωσης ή απελευθέρωσης χαμηλής τάσης, είναι δυνατή η απομακρυσμένη απενεργοποίηση του μηχανήματος.

Συνθήκες λειτουργίας

Οι διακόπτες διατίθενται σε εκδόσεις με διαφορετικούς βαθμούς προστασίας από την αφή και τις εξωτερικές επιρροές (IPOO, IP20, IP30, IP54). Σε αυτή την περίπτωση, ο βαθμός προστασίας των ακροδεκτών για τη σύνδεση εξωτερικών καλωδίων μπορεί να είναι χαμηλότερος από τον βαθμό προστασίας του περιβλήματος του διακόπτη.

Οι διακόπτες παράγονται σε 5 κλιματικές εκδόσεις και 5 κατηγορίες τοποθέτησης, οι οποίες κωδικοποιούνται με γράμματα U, UHL, T, M, OM και αριθμούς 1,2,3,4,5.

Οι διακόπτες έχουν σχεδιαστεί για συνεχή λειτουργία υπό τις ακόλουθες συνθήκες:

• εγκατάσταση σε υψόμετρο όχι μεγαλύτερο από 1000 m (διακόπτες της σειράς AP50 και AE1000 — σε υψόμετρο όχι μεγαλύτερο από 2000 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας).

• θερμοκρασία αέρα περιβάλλοντος από — 40 (χωρίς δροσιά και παγετό) έως + 40 ° C (για διακόπτες σειράς AE1000 — από +5 έως + 40 ° C).

• σχετική υγρασία περιβάλλοντος όχι μεγαλύτερη από 90% στους 20 ° C και όχι περισσότερο από 50% στους 40 ° C.

• περιβάλλον - μη εκρηκτικό, που δεν περιέχει σκόνη (συμπεριλαμβανομένης της αγώγιμης) σε ποσότητα που διαταράσσει τη λειτουργία του διακόπτη κυκλώματος και διαβρωτικά αέρια και ατμούς σε συγκεντρώσεις που καταστρέφουν μέταλλα και μόνωση.

• τόπος εγκατάστασης του διακόπτη — προστατευμένος από νερό, λάδι, γαλάκτωμα κ.λπ.

• έλλειψη άμεσης έκθεσης στην ηλιακή και ραδιενεργή ακτινοβολία.

• έλλειψη αιχμηρών κραδασμών (χτυπήματα) και ισχυρό τίναγμα. Επιτρέπεται η δόνηση των σημείων στερέωσης των διακοπτών με συχνότητα έως 100 Hz με επιτάχυνση όχι μεγαλύτερη από 0,7 g.

Οι ομάδες συνθηκών λειτουργίας για ηλεκτρικά προϊόντα σε σχέση με την επίδραση των μηχανικών παραγόντων του εξωτερικού περιβάλλοντος καθορίζονται από το GOST 17516.1-90. Σύμφωνα με τα δεδομένα του καταλόγου, οι διακόπτες κυκλώματος έχουν σχεδιαστεί για λειτουργία σε ομάδες Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25.

Όσον αφορά την ασφάλεια, οι διακόπτες κυκλώματος συμμορφώνονται με τα GOST 12.2.007.0-75 και GOST 12.2.007.6-75, τις απαιτήσεις των «Κανόνων για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις» και διασφαλίζουν τις συνθήκες λειτουργίας που καθορίζονται από τους «Κανόνες για την τεχνική λειτουργία των εγκαταστάσεων». από τον χρήστη «και» Κανόνες ασφαλείας για τη λειτουργία ηλεκτρικών εγκαταστάσεων από τον χρήστη «, εγκεκριμένοι από την Κρατική Υπηρεσία Εποπτείας Ενέργειας στις 21.12.94 Όσον αφορά την προστασία από ρεύματα διαρροής, οι διακόπτες κυκλώματος πληρούν τις απαιτήσεις του GOST 12.1. 038-82.

Οι μη εργασιακές εργασίες (αποθήκευση και μεταφορά κατά τη διάρκεια των διαλειμμάτων εργασίας) είναι σύμφωνα με το GOST 15543-70 και το GOST 15150-69.

Διαβάστε επίσης για αυτό το θέμα: Διακόπτης κυκλώματος, διακόπτης κυκλώματος, RCD — ποια είναι η διαφορά;