Верижни прекъсвачи

Как работи прекъсвачът

Автоматичните превключватели (превключватели, прекъсвачи) са електрически комутационни устройства, предназначени за провеждане на тока на веригата в нормални режими и за автоматична защита на електрическите мрежи и оборудване от аварийни режими (токове на късо съединение, токове на претоварване, намаляване или изчезване на напрежение, промяна в посоката) на тока, появата на магнитни полета на мощни генератори при аварийни условия и др.), както и за рядко комутиране на номиналните токове (6-30 пъти на ден).

Поради своята простота, удобство, безопасност при поддръжка и надеждност на защитата срещу токове на късо съединение, тези устройства се използват широко в електрически инсталации с ниска и висока мощност.

Автоматичните прекъсвачи са устройства за ръчно превключване, но много видове имат електромагнитно или електродвигателно задвижване, което прави възможно управлението им от разстояние.

Принцип на действие

Машините обикновено се изключват ръчно (чрез задвижване или дистанционно), а в случай на нарушение на нормалната работа (поява на свръхток или намаляване на напрежението) — автоматично. В този случай всяка машина се доставя с освобождаване от пренапрежение, а в някои видове с освобождаване от понижено напрежение.

Според изпълняваните защитни функции прекъсвачите са разделени на автоматични машини: свръхток, подволно и обратно захранване.

Автоматичните прекъсвачи се използват за автоматично отваряне на електрическата верига, когато в нея възникнат токове на късо съединение и претоварване над зададената граница. Сменяйки превключвателя и предпазителя, те осигуряват по -надеждна и избирателна защита при ненормални условия.

Ако условията на околната среда се различават от нормалните (влажността на въздуха е по-висока от 85% и съдържа примеси от вредни пари), тогава прекъсвачите трябва да се поставят в кутии и шкафове с праховлажна и химически устойчива конструкция.

Класификация

Прекъсвачите се подразделят на:

• инсталация прекъсвачите имат защитен изолационен (пластмасов) корпус и могат да се монтират на обществени места;

• универсален — нямат такъв корпус и са предназначени за монтаж в разпределителни устройства;

• действащ бързо (собственото време за реакция не надвишава 5 ms);

• небърз (от 10 до 100 ms);

Скоростта се осигурява от самия принцип на работа (поляризирани електромагнитни или индукционно-динамични принципи и др.), Както и от условията за бързо гасене на електрическата дъга. Подобен принцип се използва при машини за ограничаване на тока;

• селективенс регулируемо време на реакция в зоната на токовете на късо съединение;

• прекъсвачи с обратен токкоито се задействат само при промяна на посоката на тока в защитената верига;

• Поляризирано автоматичните машини изключват веригата само когато токът се покачва в посока напред, неполяризираните — с всяка посока на тока.

Дизайн

Конструктивните характеристики и принципът на работа на машината се определят от нейното предназначение и обхват.

Включването и изключването на машината може да се извърши ръчно, с електродвигател или електромагнитно задвижване.

Ръчното задвижване се използва при номинални токове до 1000 А и осигурява гарантиран краен капацитет на превключване, независимо от скоростта на движение на затварящата ръкохватка (операторът трябва да извърши операцията по превключване решително: стартиране — доведете я до края).

Задвижванията на електромагнитни и електродвигатели се захранват от източници на напрежение. Контролната верига на задвижването трябва да има защита срещу многократно включване на късо съединение, докато процесът на включване на машината към ограничаващите токове на късо съединение трябва да спре при захранващо напрежение 85-110% от номиналното.

В случай на претоварване и токове на късо съединение прекъсвачът се задейства независимо от това дали ръкохватката за управление е държана в затворено положение.

Важна част от машината е освобождаване, който управлява зададения параметър на защитената верига и въздейства върху изключващото устройство, което изключва прекъсвача. Освен това освобождаването позволява дистанционно изключване на машината. Най -разпространени са изданията от следните типове:

• електромагнитен за защита срещу токове на късо съединение;

• термичен за защита от претоварване;

• комбиниран;

• полупроводник с висока стабилност на параметрите на реакция и лесна настройка.

За превключване на верига без ток или за рядко превключване на номинален ток могат да се използват прекъсвачи без освобождавания.

Серията автоматични прекъсвачи, произведени от индустрията, са предназначени за използване в различни климатични зони, поставяне на места с различни условия на работа, за работа в условия, които са различни по отношение на механично напрежение и експлозивност на околната среда, и имат различни степен на защита срещу докосване и външни влияния.

Информация за конкретни видове устройства, техните стандартни версии и стандартни размери е дадена в нормативните и техническите документи. По правило такъв документ е Технически условия (ТУ) на завода… В някои случаи, с цел унифициране на продукти, които се използват широко и произвеждат от няколко предприятия, нивото на документа се повишава (понякога до нивото на Държавния стандарт).

Прекъсвачите се състоят от следните основни компоненти:

• контактна система;

• система за гасене на дъга;

• освобождаващи;

• механизъм за управление;

• механизъм за свободно освобождаване.

Контактна система се състои от неподвижни контакти, фиксирани в корпуса, и подвижни контакти, монтирани шарнирно върху полуосата на лоста на механизма за управление и обикновено осигурява единично прекъсване на веригата.

Устройство за гасене на дъга е инсталиран във всеки полюс на прекъсвача и е предназначен за локализиране на електрическа дъга в ограничен обем. Това е дъговидна камера с решетка от дейонизирана стоманена плоча. Искрогасители под формата на плочи от влакна също могат да бъдат осигурени.

Механизъм за безплатно освобождаване е шарнирен 3- или 4-звенен механизъм, който осигурява освобождаване и деактивиране на контактната система както при автоматично, така и при ръчно управление.

Електромагнитно освобождаване на свръхток, който е електромагнит с котва, осигурява автоматично изключване на прекъсвача при токове на късо съединение, надвишаващи текущата настройка. Електромагнитните освобождавания на ток с хидравлично устройство за забавяне имат обратно време закъснение за защита срещу токове на претоварване.

Освобождаване от термично претоварване е термобиметална плоча. При токове на претоварване деформацията и силите на тази плоча осигуряват автоматично изключване на прекъсвача. Закъснението намалява с увеличаване на тока.

Полупроводникови изключващи единици се състоят от измервателен елемент, блок от полупроводникови релета и изходен електромагнит, действащ върху механизма на свободно освобождаване на машината. Като измервателен елемент се използва токов трансформатор (AC) или усилвател с магнитен дросел (DC).

Освобождаването на тока на полупроводника позволява да се регулират следните параметри:

• номинален ток на освобождаването;

• настройка за работен ток в зоната на токове на късо съединение (прекъсващ ток);

• настройки за време за реакция в зоната на претоварване;

• настройки за времето за реакция в зоната на токовете на късо съединение (за селективни превключватели).

В много прекъсвачи се използват комбинирани освобождавания, които използват термични елементи за защита срещу токове на претоварване и електромагнитни за защита срещу токове на късо съединение без забавяне във времето (прекъсване).

Прекъсвачът също има допълнителни монтажни възли, които са вградени в прекъсвача или са прикрепени към него отвън. Те могат да бъдат независими, нулеви и ниско напрежение, свободни и спомагателни контакти, ръчно и електромагнитно дистанционно задвижване, сигнализация за автоматично изключване, устройство за заключване на прекъсвача в положение «изключено».

Шунтиращото изключване е електромагнит, захранван от външен източник на напрежение. Освобождаването под и нула може да се извърши със закъснение във времето и без забавяне във времето. С помощта на шунт или освобождаване на понижено напрежение е възможно дистанционното изключване на машината.

Условия на експлоатация

Прекъсвачите се предлагат във версии с различна степен на защита срещу допир и външни влияния (IPOO, IP20, IP30, IP54). В този случай степента на защита на клемите за свързване на външни проводници може да бъде по -ниска от степента на защита на корпуса на превключвателя.

Превключвателите се произвеждат в 5 климатични версии и 5 категории разположение, които са кодирани с букви U, UHL, T, M, OM и цифри 1,2,3,4,5.

Превключвателите са предназначени за непрекъсната работа при следните условия:

• инсталация на надморска височина не повече от 1000 m (превключватели от серия AP50 и AE1000 — на височина не повече от 2000 m над морското равнище);

• температура на околния въздух от — 40 (без роса и замръзване) до + 40 ° С (за превключватели от серия AE1000 — от +5 до + 40 ° С);

• относителна влажност на околната среда не повече от 90% при 20 ° C и не повече от 50% при 40 ° C;

• околна среда — невзривоопасна, несъдържаща прах (включително проводим) в количество, което нарушава работата на прекъсвача, и корозивни газове и пари в концентрации, които разрушават метали и изолация;

• място на монтаж на превключвателя — защитено от вода, масло, емулсия и др.;

• липса на директно излагане на слънчева и радиоактивна радиация;

• липса на резки удари (удари) и силно разклащане; се допуска вибрация на точките на монтаж на превключвателите с честота до 100 Hz с ускорение не повече от 0,7 g.

Групите на условията на работа за електрически продукти по отношение на въздействието на механичните фактори на външната среда се определят от ГОСТ 17516.1-90. В съответствие с каталожните данни прекъсвачите са проектирани за работа в групи Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25.

По отношение на безопасността прекъсвачите отговарят на ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.6-75, изискванията на «Правила за електрически инсталации» и осигуряват условията на работа, определени от «Правилата за техническа експлоатация на инсталации» от Потребителя «и» Правила за безопасност при експлоатация на електрически инсталации от потребителя «, одобрени от Държавната служба за енергиен надзор на 21.12.94 г. По отношение на защитата срещу токове на утечка, прекъсвачите отговарят на изискванията на ГОСТ 12.1. 038-82.

Неработещата работа (съхранение и транспортиране по време на почивки в работата) е в съответствие с ГОСТ 15543-70 и ГОСТ 15150-69.

Прочетете също по тази тема: Автоматичен прекъсвач, дифавтомат, RCD — каква е разликата?