Устройство и принцип работы автоматического выключателя: Принцип работы выключателя

Принцип работы выключателя

Как устроен выключатель? Принцип работы

Устройство и принцип работы обычного размыкателя

Простым вариантом является одноклавишный выключатель, который можно встретить в любой квартире или частном доме. Подключаются такие устройства достаточно просто.

Такой прерыватель состоит из двух клемм и подвижного контакта. При нажатии клавиши цепь замыкается, в результате чего напряжение подается на потребитель, которым может быть осветительный прибор, вентилятор или даже розетка.

На задней части размыкающего механизма расположены 2 клеммы, к одной из которых подводится питание, а вторая коммутируется с потребителем, на который напрямую идет ноль. Нажатие клавиши приводит к подаче фазы на светильник или иное устройство.

Выключатели с подсветкой: как это работает

Схема подобного устройства схожа с предыдущим вариантом, однако в ней имеются некоторые дополнения. Чтобы понять, как устроен выключатель с подсветкой, стоит вспомнить некоторые моменты из школьного курса физики. Электрический ток течет по пути наименьшего сопротивления – именно на этом законе основана работа подобного размыкателя. Параллельно разъединителю в схему включается неоновая лампочка с сопротивлением со стороны подачи фазы. Получается, что второй контакт напрямую соединен с нулем через люстру или иной осветительный прибор. Этого напряжения вполне хватает для функционирования лампочки внутри клавиши.

При замыкании основного контакта ток устремляется к люстре, где сопротивление стремится к нулю. На подсветке остается его незначительная часть, не способная зажечь неоновую лампочку. При отключении люстры ток снова направляется через сопротивление на подсветку.

Что такое дифференциальный автоматический выключатель, какое у него назначение

Прибор подпадает под категорию широкого диапазона автоматических выключателей. Как мы знаем, существует несколько типов миниатюрных автоматических выключателей, таких как MCCB, которые работают по другому принципу и имеют разные цели безопасности.

Функция прибора. Автоматический выключатель остаточного тока – это устройство, которое измеряет ток и отключает любую цепь низкого напряжения (несбалансированного тока) при возникновении какой-либо неисправности.

Автоматический выключатель остаточного тока в основном устанавливается для предотвращения ударов или смерти людей от ударов. Это предотвращает несчастные случаи, отключая главную цепь в течение доли секунды.

Типы автоматических выключателей

Существуют такие типы:

• 2-полюсный: предназначен для однофазной линии, состоящей из одного разъема под напряжением и одного нейтрального провода.
• 4-полюсный: он рассчитан на трехфазную линию, состоящую из 4 слотов, где могут быть подключены три фазовых провода и нейтральный провод.

Следовательно, он обеспечивает устройство защиты в режиме реального времени для основных цепей, используемых в промышленности и других высоковольтных коммерческих местах, где из-за этого всегда существует риск поражения электрическим током и несчастного случая.

Характеристики автоматических выключателей

Разделение выключателей по нормам и типам:

• Если текущий рейтинг C 2 > = 800 A, дискриминация должна быть обеспечена посредством координационного исследования с использованием данных производителя.
• Для диапазона номинальных токов 800 A> C 2 > 250 A должно быть обеспечено различие между кривыми перегрузки. Дискриминация считается достигнутой, если минимальное значение перегрузки C 1 > = 1,5 x максимальное значение перегрузки C 2 .
• Если текущее значение C 2 <250 A, считается, что дискриминационное разрешение, если минимальное значение перегрузки C 1 > = 1,5 x значение перегрузки C 2 .

Существуют два основных требования.

• Срабатывание: срабатывание устройства – это минимальный ток, при котором инициируется отключение в защитном сигнале.
• Защитное устройство обнаруживает, что значение тока превысило значение срабатывания.

Для достижения успеха в избирательном режиме обычно требуется манипулирование до тех пор, пока не будет достигнута координация с окружающими кривыми выключателями. Все это может быть сделано с помощью автоматического выключателя. На рисунках 4 и 5 ниже – снимки экрана PowerCAD показывающие диапазон настроек, которые можно настроить в расцепителях. На рисунке 5 – только один параметр, который можно отрегулировать.

Schneider Micrologic 5.3A (ПО для тестировки) содержит широкий диапазон различных настроек для значений тока и времени, что позволяет легко различать при согласовании соответствующие кривые время-ток. В отличие от этого на рис. 5 существующий расцепитель Schneider TM160D, который имеет только возможность изменения текущего устройства.

Рисунок 4. Пример диапазона настроек с использованием расцепителя Schneider Micrologic 5.3AРисунок 5. Пример ограниченных настроек с использованием расцепителя Schneider TM160D

Если все требования в AS / NZS 3000: 2018 выполнены, успешная координация была установлена. Пример правильного выбора автоматического выключателя показан ниже на рисунке 6. Красная кривая – автоматический выключатель 630A, расположенный в главном распределительном щите. Синяя кривая представляет собой автоматический выключатель на 160 А, расположенный на распределительной панели солнечных батарей, он является примером идеальной избирательности между защитными устройствами.

Рисунок 6. Пример успешного распознавания защитного устройства

В отличие от этого, на рисунках 7 и 8 показаны два примера неправильной координации между автоматическими выключателями с использованием тех же устройств, что и на рисунке 6. Хотя каждый расцепитель оставался одинаковым, настройки расстановки были отрегулированы для обоих устройств для каждого сценария. На рисунке 7 выдается ошибка при распознавании устройства в программном обеспечении PowerCAD, поскольку две кривые перекрывают друг друга. Это может привести к нежелательному отключению, при этом может произойти срабатывание выключателя 630A в восходящем направлении до появления синей кривой 160A. Аналогичным образом, рисунок 8 не содержит надлежащей избирательности устройства, поскольку он не соответствует пункту 2. 5.7.2.3 (a) (iii), где минимальный номинальный уровень верхнего выключателя (красная кривая) должен быть в 1,5 раза больше максимального номинального значения нижестоящего автоматического выключателя (синяя кривая) в мгновенной области.

Рисунок 7. Пример неправильной координации из-за перекрывающихся кривых, как продемонстрировано PowerCADРисунок 8. Пример неправильной координации из-за несоблюдения пункта в AS / NZS 3000: 2018, как продемонстрировано PowerCAD

Как выбрать автоматический выключатель по мощности и по жилам кабеля

Таблица характеристик:

Обозначение автоматического выключателя на схеме ГОСТ

ГОСТ предполагает такие нормы:

Обозначение автоматического выключателя на схеме ГОСТ

Заключение

Поскольку сетевые приложения становятся все более строгими, исследования координации защитных устройств – все более распространенные до подключения фотоэлектрической системы к сети. Координация защиты одинаково важна для обеспечения безопасности оператора системы и компонентов системы. Поэтому важно, чтобы при проектировании эти исследования проводились до монтажа и окончательного проектирования, поскольку это дорогостоящая и сложная процедура замены выключателей после включения системы.

Автор: Тимеркаев Борис

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Что такое выключатель нагрузки и как он используется?

Разъединение нагруженных электрических цепей всегда сопряжено с риском искрообразования. Особую опасность таит в себе отключение нагрузки на высоковольтных линиях. Мощная электрическая дуга, образующаяся при коммутации незащищённых контактных ножей, может привести к разрушению силовых контактов и к выходу из строя электрических приборов. Обезопасить процесс коммутации цепей способен выключатель нагрузки, оборудованный устройствами для экстренного гашения дуги.

Выключатели нагрузки (ВН) принадлежат к тем видам коммутационных приборов, которые, по уровню допускаемых токов, занимают промежуточное положение между обычными разъединителями и специальными выключателями номинальных токов, способных отсекать сверхтоки в аварийных ситуациях. Несмотря на то, что коммутация номинального тока выключателем нагрузки допускается, однако прибор не рассчитан на отключение токов перегрузок в случае КЗ. Для этих целей предусмотрено применение специальных высоковольтных предохранителей.

Содержание

1. Применение
2. Преимущества и недостатки
3. Устройство и принцип работы
4. Виды
5. Автогазовый (газогенерирующий) выключатель
6. Вакуумный высоковольтный выключатель
7. Элегазовые ВН
8. Условное обозначение и маркировка
9. Отличие от автоматического выключателя
10. Технические параметры
11. Подключение
12. Полезное видео по теме

Применение

Выключатели нагрузки применяются в распределительных сетях с целью коммутации линий, силовых трансформаторов, работающих при номинальных напряжениях. Устройства могут использоваться для включения/отключения дополнительных нагрузок, но они не предназначены для защиты от коротких замыканий, за исключением тех конструкций, в которых установлены плавкие предохранители (см. рис. 1).

Рис. 1. ВН с предохранителями

Такими разъединителями мощности оборудуются высоковольтные линии на 6 – 10 кВ, для токов, не превышающих 400 – 600 А. Для коммутации и защиты более мощных линий электропередач применяются релейные устройства. В маломощных сетях допускается использование ВН без предохранителей.

Существуют компактные выключатели нагрузок до 100 А, которые легко монтируются в распределительных устройствах. Такие рубильники внешне похожи на конструкцию автоматического выключателя (см. рис. 2) и устанавливаются на входах сетей многоквартирных и частных домов. Они управляются только вручную и не отключаются при достижении тока срабатывания защиты.

Рис. 2. Маломощные выключатели нагрузки

Наличие модульного выключателя мощности не исключает необходимости защиты проводки в аварийных режимах другими способами. В частности, аварийное отключение домашней электрической сети обеспечивают автоматические пакетные выключатели, но использовать их для частого отключения нагрузки не рекомендуется из-за быстрого износа контактов. В этом смысле переключатель нагрузки более надёжен, так как его контакты рассчитаны на такие режимы работы.

Преимущества и недостатки

У рассматриваемых коммутационных аппаратов есть сильные и слабые стороны.

К преимуществам относятся:

• меньшая себестоимость, по сравнению с другими видами выключателей;
• быстрое и надёжное включение и отключение номинальных токов нагрузок;
• возможность применения дешёвых плавких предохранителей для защиты от перегрузок;
• наличие у высоковольтных ВН видимого разрыва контактов, что позволяет обходиться без дополнительного разъединителя.

Недостатки:

• ограниченный ресурс эксплуатации;
• разрыв цепи возможен только для токов, в пределах номинальных значений мощностей;
• после срабатывания предохранителя необходима его замена.

Устройство и принцип работы

Конструкция высоковольтного выключателя нагрузки очень напоминает устройство трехполюсных разъединителей. На раме расположены поворачиваемые в вертикальной плоскости подвижные ножи, имеющие серповидную форму. Они входят в камеру, где расположены неподвижные контакты.

Управление поворотом ножей осуществляется с помощью механизмов, ручных приводов, либо полуавтоматических устройств. Электромагнитный привод, использующий соленоид обеспечивает дистанционное отключение нагрузки высоковольтных приборов, а в отдельных случаях работу в автоматическом управлении.

На рисунке 3 представлен чертёж трёхполюсного ВН с ручным приводом.

Рис. 3. Чертёж выключателя нагрузки ВНА

Обратите внимание (рисунок слева) на то, что в конструкции предусмотрено установку предохранителей, которые не показаны на чертеже. Все токоведущие части отделены от рамы мощными изоляторами (рисунок справа).

Для обеспечения необходимой скорости разъединения контактов применяются пружинные механизмы. При повороте вала пружина накапливает потенциальную энергию, которая в определённый момент высвобождается, направляя накопленную мощь на движение ножей. Пружинный механизм хорошо виден на рисунке 4.

Рис. 4. Выключатель нагрузки ВНА с пружинным механизмом

В комплект выключателя нагрузки могут входить стационарные ножи заземления. Эти элементы дополнительной защиты имеют механизмы блокировки от ошибочных действий персонала.

Главное отличие ВН от разъединителей – это наличие дугогасительных устройств, обеспечивающих сохранность неподвижных и подвижных контактов при коммутации. Гашение электрической дуги, которая неизбежно зажигается при отключении или включении нагруженной цепи, происходит в дугогасительных камерах, оборудованных вкладышами, изготовленных из полимеров. Дуги гасятся потоком продуктов испарения вкладышей, образующихся под действием высоких температур возникающего разряда.

В зависимости от конструкции ВН принцип гашения может отличаться. Следует помнить, что камеры гашения не обеспечивают абсолютного отсутствия дуги, которая, хоть и на очень короткий период времени, всё-таки возникает. Задача состоит в том, чтобы как можно быстрее подавить разрастание разряда, устранив условия для его существования.

Эффект гашения достигается различными способами: путём сдувания ионизированного воздуха с контактов, заполнением камер специальными смесями газов или созданием вакуума. В зависимости от принципа подавления дуги различают разные типы выключателей.

Виды

По способу гашения дуги в камерах, ВН подразделяются на следующие виды:

• автогазовые;
• элегазовые;
• вакуумные;
• воздушные;
• масляные;
• электромагнитные.

Автогазовый (газогенерирующий) выключатель

Устройство предназначено для оперативной коммутации силового электрооборудования. Подавление дуги происходит под действием газов, генерируемых в камере гашения. Вкладыш из мочевиноформальдегидной смолы или из полиметилметакрилата, расположенный внутри камеры, в момент коммутации дугогасительных контактов молниеносно нагревается. Под действием высокой температуры происходит испарение верхнего слоя полимера, а образовавшийся поток газов интенсивно гасит электрическую дугу.

Условие для испарения вкладыша создают дугогасительные контакты, запуская процесс «продольного дутья». Во включенном состоянии номинальный ток протекает по основным контактам.

Автогазовые ВН активно используются в России и в странах СНГ. Они применяются на подстанциях, устанавливаются в распределительных устройствах электросетей 6 – 10 кВ с изолированной нейтралью. В основном их монтируют там, где экономически не выгодно применять установки другого типа, а использование разъединителей запрещено правилами ПУЭ.

Данный тип выключателей имеет самую низкую стоимость и высокую ремонтопригодность. Эти преимущества способствуют росту популярности газогенерирующих выключателей.

Вакуумный высоковольтный выключатель

Очень эффективное, но дорогое устройство, позволяющее выключать не только номинальные токи нагрузки, но и сверхтоки при КЗ. Контакты вакуумных выключателей находятся в вакуумной камере со сверхнизким давлением (порядка 10-6 — 10-8 Н/м). Отсутствие газа создаёт очень большое сопротивление, что препятствует горению дуги.

При размыкании/замыкании контактов дуга всё-таки возникает (за счёт образования плазмы из паров металла контактов), но она практически мгновенно, гаснет, в момент перехода через ноль. В течение 7 – 10 мк/с пары конденсируются на поверхности контактов и на других деталях камеры.

Существуют разновидности:

• вакуумные выключатели до 35 000 В;
• устройства для напряжений, превышающих 35 кВ;
• вакуумные контакторы для сетей в 1000 В и выше.

Основные достоинства:

• работа выключателя в любом положении;
• коммутационная износостойкость;
• стабильная работа;
• пожарная безопасность.

Из недостатков можно выделить сравнительно высокую стоимость из-за сложности технологии производства камер.

Элегазовые ВН

В коммутационных аппаратах данного типа для гашения дуги используется элегаз. Работает устройство по принципу автогазовых выключателей, но вместо воздуха для гашения дуги применяется шестифтористая сера (SF6) с добавками других газов.

В корпус камеры гашения из герметической ёмкости поступает  элегаз, который не выбрасывается в атмосферу, а используется повторно. Различают колонковые и баковые устройства (см. рис. 5).

Рис. 5. Баковый элегазовый ВН

В конструкциях таких выключателей используется встроенные трансформаторы тока. Современные элегазовые ВН могут работать в распределительных устройствах сверхвысокого напряжения, достигающего 1150 кВ.

Условное обозначение и маркировка

Для маркировки выключателей нагрузки используются буквенные и цифровые символы, сгруппированные по группам:

ВН Х-Х-00/0-0 хх 0 Х0.

Заметим, что приведённая структура обозначения может отличаться в маркировках разных типов конструкций.

Рассмотрим один из вариантов.

• Первая группа букв содержит информацию о типе выключателя. ВН – выключатель нагрузки. Иногда буква Н отсутствует, а на её месте, а чаще всего Х на второй позиции обозначает тип изделия либо вариант исполнения.

Буквенное обозначение типов конструкции:

• М – масляный;
• ММ – маломасляный
• А– автогазовый.

(Элегазовые рубильники имеют свою структуру обозначения).

Буквенное обозначение вариантов исполнения:

• М – модернизированный;
• П – пружинный привод;
• Р – ручной привод;
• Э – электромагнитный.

Х на третьей позиции может обозначать расположение привода:

• П – правое;
• Л – левое.

На четвёртой позиции (00) цифры, указывающие номинальное напряжение в кВ.

5 позиция (/0) – номинальный ток отключения, в кА.

6 позиция (0) – номинальный (сквозной) ток выключателя.

7 позиция (хх) – расположение заземляющих ножей (иногда климатическое исполнение). п – за предохранителями, в – со стороны контактов заземления.

8 позиция (0) – обозначает тип устройства подающего команды для отключения (при наличии).

9 позиция (Х0) – климатическое исполнение и категория размещения.

Пример: маркировка ВВЭ – 15 – 25/ 680 – УЗ означает: Выключатель вакуумный, с электромагнитным приводом, рассчитанный на напряжение 15 кВ, ток термической стойкости – 25 кА, номинальный ток ВН – 680 А, применяется в условиях умеренного климата, предназначен для внутренней установки.

На рисунке 6 приведён пример обозначения на схеме.

Рис. 6. Обозначение на схемах

Отличие от автоматического выключателя

Основной признак отличия от автоматического выключателя в том, что рассматриваемые устройства не могут работать в автоматическом режиме. Для отключения ВН требуется вмешательство оператора – с помощью ручного привода или дистанционно (в зависимости от конструктивного исполнения). Автоматический выключатель размыкает цепь при достижении тока срабатывания защиты.

Отличить устройства можно по их маркировке и по внешнему виду.

Технические параметры

Выключатели нагрузки характеризуются тремя важными параметрами:

• номинальным напряжением;
• током термической стойкости;
• номинальным током ВН.

Другие параметры учитываются исходя из условий расположения, желаемого способа коммутации и выбора типа исполнения.

В качестве примера приводим таблицу параметров для ВН:

Технические параметры других типов выключателей нагрузки можно узнать у продавца или из других источников информации.

Подключение

На линиях электропередач ВН размещают перед силовыми трансформаторами. Если техническая документация предусматривает наличие разъединителей – они устанавливаются после ВН.

В многоквартирной электросети ВН устанавливаются в распределительных щитках (если есть доступ) или в другом доступном месте, отдельно на каждую квартиру.

В производственных цехах мини рубильник целесообразно устанавливать возле каждого станка, для обеспечения возможности экстренного его отключения.

В бытовой электросети выключатели нагрузки устанавливаются, как правило, перед счётчиком, хотя могут монтироваться и после прибора учёта. Но обязательно перед защитными устройствами – автоматами, пробками и т. п. В качестве примера приводим схему подключения ВН в однофазной сети.

Рис. 7. Схема подключения ВН в домашней сети

Полезное видео по теме

//www.youtube.com/embed/gXNj7OhXCDs?feature=oembed

Установка одноклавишного выключателя

При монтаже или ремонте домашней электропроводки неизбежно возникает необходимость в установке или замене выключателей света. Такие работы не представляют особенной сложности и вполне могут быть выполнены неспециалистом, имеющим понятие о том, что представляет собой схема подключения светильника и каких правил электробезопасности следует придерживаться при ее монтаже. Именно поэтому перед тем как приступать к выполнению подобных работ следует предварительно разобраться, как подключить выключатель света.

Применение одноклавишных устройств целесообразно в тех случаях, когда необходимо организовать коммутацию провода, через который получает питание одна лампочка или светильник. Если нужно подключить люстру, имеющую в своем составе большое количество светильников, то лучше использовать многоклавишное устройство. Другим случаем, в котором предпочтительнее использовать двух- или трехклавишные выключатели является ситуация, когда с помощью такого устройства необходимо обеспечить включение лампочек в разных помещениях, например, в коридоре, ванной и туалете.

Необходимые инструменты и материалы

Перед тем, как приступить к работам по установке одноклавишного выключателя, необходимо позаботиться о наличии таких инструментов и расходных материалов:

1. Выключатель.
2. Подрозетник.
3. Светильник с лампой.
4. Изолента.
5. Нож для зачистки изоляции.
6. Индикаторная отвертка.

В том случае, если до установки коммутационного устройства не сделана разводка проводов и не выполнен монтаж подрозетника, придется запастись такими дополнительными инструментами и материалами:

1. Алебастр.
2. Шпаклевка.
3. Распределительная коробка. Эта деталь нужна только тогда, когда необходимо смонтировать новую проводку в помещении. В противном случае нужно просто найти ближайшую установленную коробку и через нее подключить светильник и выключатель.
4. Перфоратор.
5. Емкость для размешивания шпаклевки.
6. Болгарка с кругом по бетону.
7. Стремянка.
8. Шпатель.
9. Провода.

Виды одноклавишных выключателей

По способу установки различают два вида таких устройств: внутренний и накладной. Их принцип действия не имеет различий и заключается в том, что при нажатии на клавишу происходит замыкание или размыкание электрической цепи.

Изделие накладного типа используется главным образом в помещениях с деревянными стенами. Его главное достоинство – это предельная простота установки. Такое устройство легко может быть применено в качестве временного выключателя, который устанавливается с целью избежания масштабных ремонтных работ, чреватых большими финансовыми затратами.

Встроенная модель, несомненно, выглядит более компактной и эстетически привлекательной, чем ее предыдущий аналог. Однако для ее установки необходимо обеспечить скрытую проводку. Такие работы предусматривают необходимость штробления стен для прокладки электрических проводов, что чревато большим количеством пыли и повреждением облицовки стен. Именно поэтому установку встроенных розеток и выключателей стараются совместить с выполнением ремонтных работ в квартире.

Внутреннее устройство одноклавишного выключателя

Одноклавишный выключатель состоит из следующих основных частей:

• Рабочий механизм. Является основной частью устройства. Он включает в себя привод клавиши, установленный на металлической рамке. Для крепления всей конструкции в подрозетнике рамка имеет пару раздвижных лапок. Подключение электрических проводов осуществляется через специальные контакты. Установка рабочего механизма выполняется таким же образом, как и монтаж электрической розетки.

• Пластиковая клавиша. Служит для удобства включения и отключения контактов устройства.
• Декоративная рамка. Этот элемент изготавливается из диэлектрического материала и выполняет также функцию защиты от поражения электрическим током. Рамка может крепиться к основной части с помощью пластиковых защелок или металлических болтов.

Несколько более сложным является устройство выключателя с подсветкой, который обладает неоспоримым преимуществом – его отлично видно в темноте. Такая функция не только избавляет человека от необходимости шарить в потемках в поисках выключателя, а и дает возможность использовать это устройство в качестве своеобразного ночника.

Различают также модульные и влагозащищенные выключатели. Модульные устройства предназначены для установки в кабель-канал и применяются главным образом для подключения светильников в офисных помещениях. Что касается влагозащищенных моделей, то их использование целесообразно в помещениях с повышенной влажностью воздуха, например, в санузлах, ванных комнатах или на улице при подключении наружных светильников.

Схема подключения одноклавишного выключателя

Главным правилом, которое должно соблюдаться при монтаже коммутационных устройств, является необходимость их установки на фазном проводе. Другими словами, при отключении с помощью такого устройства лампочки, светильника или другого потребителя на его входе пропадает фаза. Это дает гарантию защиты от случайного поражения электрическим током в случае нарушения изоляции электропроводки или при касании открытых токоведущих частей.

Если выключатель подключен правильно, то при его отключении можно безо всякого риска менять перегоревшие лампочки и выполнять работы по техническому обслуживанию светильника.

Установка выключателя света выполняется по схеме, которая представлена на рисунке.

Как видно из схемы, никаких сложностей правильное подключение выключателя света не вызывает. На рисунке также указан заземляющий провод, идущий через распределительную коробку к светильнику. В электрических проводках домов старой постройки такой проводник может отсутствовать.

Для правильного соединения проводов в распределительной коробке лучше лишний раз проверить чтобы проводник, идущий через выключатель к светильнику, был именно фазным. Сделать это проще всего с использованием обыкновенной индикаторной отвертки.

Несколько более сложной является проходная схема подключения одноклавишного выключателя, которая используется для обеспечения удобства пользования освещением, например, в длинных коридорах или для подключения наружных светильников. Пользуясь этой схемой, можно обеспечить включение и выключение таких светильников при помощи двух расположенных в разных местах выключателей.

Как видно из схемы, в ней предусмотрено два различных пути прохождения тока через два установленных в цепи выключателя. Питание светильников осуществляется только в том случае, если контакты выключателей замыкают проводники одной и той же ветви. Этого может быть сделано путем изменения положения клавиши любого из них.

Порядок выполнения работ по установке

Перед установкой выключате

Защита в действии. Принцип действия автоматического выключателя

Основные принципы работы автоматических выключателей

Так как автоматический выключатель кроме коммутационных операций выполняет функции защиты электрических сетей и различного электрического оборудования в аварийных ситуациях, то его нужно рассматривать с учетом вариантов использования.
Коммутационные функции автоматический выключатель может выполнять не часто — не более 30 раз в сутки. Для более частых переключений, отключений и включений существуют специальные устройства и приборы.
Автоматические выключатели (автоматы) сконструированы таким образом, чтобы обеспечивалась простата и удобство их эксплуатации и обслуживания, особенно в установках большой мощности.
В основном, коммутация автоматических выключателей выполняется в ручном режиме, но есть модели, разработанные для использования со специальным (электромагнитным или электродвигательным) приводом. Такие устройства позволяют проводить управление выключателем дистанционно.
Но ручной (или приводный) режим управления относится к операции включения. Отключение автоматического выключателя (автомата) происходит в автоматическом режиме. Выключение может происходить при достижении максимально допустимых токов или (в некоторых устройствах) при достижении минимально допустимых токов.
В зависимости от функциональности автоматического выключателя их делят на:

• • автоматы тока максимального,
• • автоматы понижения напряжения,
• • автоматы обратной мощности.

Автомат тока максимального применяется для разрыва электрической цепи в условиях достижения предельных нагрузок или тока короткого замыкания. Такое использование автоматического выключателя повторяет использование рубильника с предохранителями. Но в выключателе не нужно менять плавкие вставки, а достаточно его повторно включить. Хотя рубильник с предохранителем незаменим при некоторых особых режимах использования электрической системы.
Использование автоматических выключателей в условиях с повышенной влажностью или запыленностью должно быть в закрытом щите или шкафу с достаточной степенью защиты IP.
Скорость срабатывания (отключения цепи) определяется принципом работы и системой гашения дуги. Эти характеристики свойственны для токоограничивающих автоматов.
Регулируемая скорость срабатывания (отключения) автоматического выключателя реализована в селективных (регулируемых) автоматах.
Но если требуется защита от токов другой направленности по сравнению с рабочими, то применяют автоматы обратного тока.
Особую конструкцию имеют неполяризованные автоматические выключатели, которые могут отключать цепь, контролируя его величину во всех направлениях. Поляризованный автомат производит контроль величины тока только в одном направлении.

Конструкция автоматических выключателей

Конструкция автоматического выключателя зависит от его назначения и предполагаемого применения.
Управление автоматическим выключателем может выполняться в ручном режиме или приводом (дистанционно). Ручное управление применяется для автоматов с номиналом до 1000 А. Причем включение должно производиться уверенно, без остановок и возвратов. Начатое движение рукоятки автомата должно закончиться его включением.
Привод управления автоматическим выключателем должен иметь исключение повторного включения при коротком замыкании. Но важную конструкционную особенность должны выполнять автоматические выключатели при срабатывании защитного механизма вне зависимости от положения включающего привода. Это достигается за счет применения специальных расцепителей.
Расцепитель автоматического выключателя отслеживает контролируемый параметр и управляет расцепляющим устройством.
Расцепители могут иметь несколько вариантов исполнения:

• • электромагнитный — защищают от короткого замыкания цепи,
• • тепловой — защищают от перегрузок цепи,
• • комбинированный — совмещают защиту от КЗ и перегрузок,
• • полупроводниковый — настраиваемые системы защиты с точной установкой параметров.

Если автоматический выключатель устанавливается для выполнения включения и отключения цепи без токов или коммутация производится редко, то применяют автоматы без расцепителя.
Различные автоматические выключатели могут иметь совершенно разную степень защиты IP. Так как автоматы применяются в различных условиях с различными факторами воздействия (пыль, влага и т.д.), то информация об их степени защиты и типаже должна быть указана в документации, прилагаемой к устройству. Хотя большинство производителей работают по ТУ (техническим условиям), некоторые автоматы получили уровень государственного стандарта (ГОСТ).

Узлы и механизмы автоматического выключателя

Конструкция автомата предусматривает применение многих механизмов и узлов, среди которых:

• • контактная система,
• • система расцепителей,
• • система дугогашения,
• • система управления,
• • механизм свободного расцепления.

Контактная система — это неподвижные контакты установленные в корпус и подвижные контакты на оси (одинарный разрыв).
Система дугогашения — это дугогасительная камера со стальной решеткой или фибровые пластины (искрогаситель). Устанавливаются отдельно для каждого полюса автоматического выключателя.
Механизм свободного расцепления — шарнирный механизм с 3 или 4 звеньями. Выполняет отключение контактов при ручном и автоматическом управлении.
Расцепитель тока с электромагнитом — это якорный электромагнит срабатывающий при коротком замыкании. Существуют электромагнитные расцепители с системой гидравлического замедления, которые обеспечивают защиту от перегрузочных токов.
Расцепитель тепловой — это биметаллическая пластина с тепловой характеристикой. Когда ток перегрузки деформирует пластину, она создает усилие необходимое для отключения автомата.
Расцепитель на основе полупроводников — это прибор содержащий измерительный элемент, полупроводниковые реле и электромагнит на выходе, который связан с механизмом свободного расцепления.
Комбинированные расцепители — это сочетание нескольких систем защиты. Например, тепловые и электромагнитные.

Автоматические выключатели могут снабжаться многими другими устройствами и приспособлениями, которые помогают сконцентрировать в одном устройстве максимальное количество функций и характеристик. Все эти устройства ориентированы на удобное использование прибора с исключением дополнительных действий и операций по защите и коммутации электрической системы.
Особые конструкции автоматических выключателей, таких как автоматы с минимальным или независисмым расцепителем позволяют обеспечить дистанционное выключение. Применение специальных устройств замковой фиксации положения рукоятки обеспечивают дополнительную защиту персонала при выполнении ремонтных или регламентных работ. А сигнализация положения контактов автомата упрощает контроль рабочего режима электрической системы.
Поэтому, применение автоматических выключателей должно быть предварительно взвешенным и тщательно обдуманным. Это гарантирует максимальную функциональность электрических систем и обеспечит их надежную защиту.

что это такое и где они применяются? — Блог — Пресс-центр — Компания — KЭAЗ

Многие знают из школьного курса физики, что ток бывает переменным и постоянным. Если о применении переменного тока мы еще что-то можем с уверенностью сказать (все бытовые электроприемники питаются от переменного тока), то о постоянном мы не знаем практически ничего. Но раз существуют сети постоянного тока, значит есть и потребители, и соотвественно защита таким сетям тоже нужна. Где встречаются потребители постоянного тока и в чем отличие аппаратов защиты для этого рода тока мы рассмотрим в этой статье.

Ни один из типов электрического тока не «лучше», чем другой — каждый подходит для решения определенных задач: переменный ток идеален для генерации, передачи и распределения электроэнергии на большие расстояния, в то время как постоянный ток находит свое применение на специальных промышленных объектах,  установках солнечной энергии, центрах обработки данных, электрических подстанциях и пр.

Шкаф распределения постоянного оперативного тока электрической подстанции

Понимание отличий переменного и постоянного тока дает четкое представление о задачах, с которыми сталкиваются автоматические выключатели постоянного тока. Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) меняет свое направление в электрической цепи 50 раз в секунду и столько же раз «переходит» через нулевое значение. Этот «переход» значения тока через ноль способствует скорейшему гашению электрической дуги. В цепях постоянного тока значение напряжения постоянно — также как и направление тока постоянно во времени. Этот факт существенно затрудняет гашение дуги постоянного тока, и потому требует специальных конструкторских решений.

Совмещенные графики нормального и переходного режимов при отключении: а) переменного тока; б) постоянного тока.

Одно из таких решений — использование постоянного магнита (4). Движение дуги в магнитном поле является одним из способов гашения в аппаратах до 1 кВ и находит применение в модульных автоматических выключателях. На электрическую дугу, которая по своей сути является проводником, воздействует магнитное поле, и та затягивается в дугогасительную камеру, где окончательно затухает.

1 — подвижный контакт

2 — неподвижный контакт

3 — серебросодержащая контактная напайка

4 — магнит

5 — дугогасительная камера

6 — скоба

Полярность надо соблюдать

Еще одним и, пожалуй, ключевым отличием между автоматическими выключателями переменного и постоянного тока, является у последних наличие полярности.

Схемы подключения однополюсного и двухполюсного автоматического выключателя постоянного тока

Если вы защищаете однофазную сеть переменного тока при помощи двухполюсного автоматического выключателя (с двумя защищенными полюсами), то нет разницы в какой из полюсов подключать фазный или нулевой проводник. При подключении же в сеть постоянного тока автоматических выключателей необходимо соблюдать правильную полярность. При подключении однополюсного выключателя постоянного тока питающее напряжение подается на клемму «1», а при подключении двухполюсного — на клеммы «1» и «4».

Почему это так важно? Смотрите видео. Автор ролика проводит несколько тестов с 10-ти амперным выключателем:

1) Включение выключателя в сеть с соблюдением полярности — ничего не происходит.

2) Выключатель установлен в сеть обратной полярностью; параметры сети U=376 В, I=7,5 А. Как итог: сильное дымовыделение с последующим воспламенением выключателя.

3) Выключатель установлен с соблюдением полярности, а ток в цепи составляет 40 А, что в 4 раза превышает его номинал. Тепловая защита, как это и должно быть, разомкнула защищаемую цепь через несколько секунд.

4) Последний и самый жесткий тест проводился с таким же 4-х кратным превышением по току и обратной полярностью. Результат не заставил себя долго ждать — мгновенное воспламенение.

Этот ролик наглядно демонстрирует то, почему необходимо соблюдать полярность при подключении автоматических выключателей постоянного тока. Подключение с обратной полярностью, и с током цепи, не превышающим номинал автоматического выключателя, выводит его из строя. Во избежание повторения подобных «печальных опытов» производители маркируют клеммы выключателей «+» и «-», а также дают схемы подключения в руководствах по эксплуатации.

Таким образом, автоматические выключатели постоянного тока — это устройства защиты, применяемые для объектов альтернативной энергетики, систем автоматизации и управления промышленных процессов и пр. Специальные исполнения защитных характеристик Z, L, K позволяют защищать высокотехнологичное оборудование промышленных предприятий.

Для их электроустановки всегда рекомендуется пользоваться услугами квалифицированных инженеров и техников, чтобы убедиться, что соответствующие автоматические выключатели постоянного тока будут выбраны и установлены правильно.

Перейти в каталог

принцип действия, отличия от автоматического выключателя

Содержание статьи:

Для обеспечения безопасности при отключении электроэнергии используются специальные изделия – выключатели нагрузки. Они могут отключать цепь дистанционно, ручным управлением или автоматически. Есть разные виды выключателей, подходящие под определенное напряжение и виды работ.

Предназначение выключателя нагрузки

Автогазовый выключатель нагрузки

Выключатель нагрузки – это коммутационное устройство, которое оснащено дугогасительной камерой и приводом для управления. Электропривод может быть мускульным, срабатывающим при помощи натянутой пружины, или с соленоидом дистанционного отключения. Основное назначение прибора – механическое размыкание или замыкание цепи на участке, который находится под нагрузкой. Рассчитан на отключение токов аварийного режима, из-за чего допустима установка только при условии наличия защиты от перегрузки и короткого замыкания.

Любой переключатель нагрузки состоит из следующих частей: пружинного механизма, силовых контактов, заземляющих ножей, разъединителя с полюсами. Полюса размещаются в раме. Основной подвижный контакт представляет собой 2 стальные пластины. Для гашения дуги используется специальный медный контакт. Включается и выключается механизм при помощи натянутых пружин.  Подробное описание конструкции будет рассмотрено на примере модели ВНР 10/400. В его составе есть:

• рама;
• опорный изолятор;
• рабочие, заземляющие ножи;
• держатель с контактами;
• камера гашения;
• тяга изолирующая и блокировочного устройства;
• вал заземления и рабочих ножей;
• рычаг;
• пружины;
• внутренние прокладки.

Конструкция выключателя нагрузки ВНР 10/400

При включении подвижные контакты располагаются в камере. Внизу есть другие контакты, которые выполняют гашение. При отключении размываются основные контакты, после чего – дугогасительные. Дуга переходит в камеру, где под воздействием высоких температур выделяется газ от оргстекла. В этом газе дуга гасится за несколько миллисекунд.

Технические характеристики:

• способ закрепления;
• номинальный ток;
• дополнительные опции;
• комплектация;
• конструкция;
• номинальное напряжение.

Основная область использования – сети класса напряжения 6 кВ и 10 кВ. Применяются такие устройства в силовых трансформаторах, грузоподъемных машинах, прачечных, в помещениях общественного питания, в автомобильных мойках и других важных объектах, работающих под высоким напряжением. Производства используют аналогичные устройства на своих заводах и фабриках, но более дорогие и с большим функционалом.

Виды устройств

Вакуумный выключатель нагрузки

Выключатели делятся по методу гашения дуги. Есть следующие виды:

• Вакуумные. Работают на свойствах вакуума, в которых дуга не распространяется.
• Автогазовые. Дуга гасится под действием газов, которые выделяются под высокими температурами в камере.
• Автопневматические. Воздух сжимается, из-за чего происходит гашение дуги.
• Электромагнитные. Направление дуги изменяется под действием электромагнитного поля.
• Электрогазовые. Гашение происходит в среде электротехнического газа, состоящего из шестифтористой серы.

По количеству полюсов можно выделить:

• однополюсные;
• двухполюсные;
• трехполюсные устройства.

По конструкции выделяют:

• тепловые;
• полупроводниковые;
• электромагнитные;
• комбинированные.

По способу установки выключатели классифицируются на стационарные и выдвижные. Есть приборы для внутренних и наружных установок. Закреплять устройства можно на DIN рейку, стену или панель электрощитка.

Маркировка выключателей нагрузки

Каждое электромеханическое устройство имеет свою маркировку, и автоматический выключатель не исключение. Маркировка состоит из букв и цифр, которые обозначают расположение привода, напряжение, ток и другие характеристики.

Например, обозначение выключателя нагрузки 10 кВ ВНРп 10/400-10зп расшифровывается как:

• В – выключатель;
• Н – нагрузка;
• Р – ручной привод;
• П – встроенный предохранитель;
• 10 – напряжение 10 В;
• 400 – ток 400 А;
• 10 – сквозной ток;
• З – наличие заземляющих ножей;
• П – расположение ножей за предохранителем.

Аналогичным образом записываются другие модели.

Плюсы и минусы

Выключатель нагрузки и камера кСо

К основным положительным качествам выключателей нагрузки можно отнести:

• простота изготовления и эксплуатации;
• стоимость выключателя ниже, чем других аналогичных изделий;
• удобство включения и выключения токов;
• защита от сверхтоков;
• есть видимый разрыв между контактами;
• безопасность.

К минусам выключателей нагрузки можно отнести способность коммутировать номинальные мощности. Работа с токами аварийного режима не осуществляется. Также выключатели автогазового типа имеют малый ресурс работы.

Отличия от автоматического выключателя

Автоматический дифференциальный выключатель

В домашних условиях часто используются другие устройства – автоматические дифференциальные выключатели. Их устанавливают на различные бытовые приборы для защиты от скачков напряжения. Они могут обесточить помещение при необходимости, защитить токоприемники и проводку от агрессивного воздействия высоких токов. Автоматические выключатели не подходят для частых отключений и выключений. Это может привести к быстрому износу модуля и выгоранию рабочего ресурса, после чего устройство придется менять. Для таких целей рекомендуется использовать модульные выключатели нагрузки. Коммутаторы ввода обеспечивают высокую безопасность распределительных щитов,  бесперебойную подачу электричества, удобство размыкания цепи. Оптимальным вариантом является использование переключателя нагрузки и автомата одновременно. Тогда повышается безопасность электросети.

Главным отличием от автомата является невозможность работы в автоматическом режиме. Для переключения требуется внешнее вмешательство – ручное или дистанционное. Автомат срабатывает при достижении предельного тока. Также приборы могут отличаться по маркировке и внешнему виду.

Правила подключения

На линиях электропередач устройство устанавливается перед трансформатором. В жилых зданиях выключатель ставят в распределительном щитке или другом месте на каждую квартиру отдельно. В самой квартире переключатели устанавливаются перед счетчиком, но их можно монтировать и после прибора учета. Обязательно ставить выключатель нужно по схеме перед другими защитными устройствами (пробки, автоматы).

На заводах, фабриках и других производственных помещениях рубильник ставится рядом со станками, которые могут потребовать экстренного отключения.

Автоматические выключатели. Виды и устройство.Работа, применение

Главная задача выключателей – разъединять цепь при высоких нагрузках в случае неисправностей сети. Для этого они были придуманы еще в позапрошлом веке. Со временем конструкция выключателей совершенствовалась, и на сегодняшний день существует разделение их на 6 групп только по току отключения, не говоря уже о других характеристиках и это автоматические выключатели.

Назначение

Автоматические выключатели часто называют автоматами. Они позволяют вручную коммутировать электрическую сеть. Одним нажатием клавиши создается новая цепь питания, а при необходимости отключается оборудование. Это удобно на бытовом уровне и в условиях промышленного производства. Когда надо обесточить устройство или отсечь от питания какую-то часть цепи, просто опускается клавиша выключателя, и можно производить работы. Затем возвращаем клавишу на место, и все функционирует, как прежде.

Но основная задача, все-таки, состоит в защите сети от коротких замыканий и перегрузки. Автоматы первые принимают на себя удар при перегрузках. Они размыкают цепь в нужный момент и не дают загореться проводке.

Внешне простейший выключатель представляет собой пластиковую коробку с контактами и рычагом включения/выключения. В коробке находится механизм, отвечающий за работу системы. Чтобы выключатель удобно было крепить к DIN-рейке, сзади на корпусе предусмотрены защелки.

Устанавливают автоматы на входе в дом, квартиру или иное строение, помещая их в вводном и распределительном щитке.

Автоматы рассчитаны на определенное количество отключений, поэтому злоупотреблять принудительным срабатыванием не стоит. Если требуется часто переключать сеть, то устанавливают реле или контакторы.

Ток мгновенного расцепления

Основной характеристикой выключателя считается ток мгновенного расцепления. Это ток, при котором устройство срабатывает и разъединяет цепь. В зависимости от тока расцепления выключатели разделяют на несколько групп.

Наиболее используемые группы:

• B, ток отключения составляет 3-5 номинальных токов (In) включительно.
• C, ток отключения более 5*In-10*In включительно. Наиболее универсальные выключатели.
• D, ток отключения более 10* In-20* In включительно.

Еще существуют группы L, Z, K, в которых токи мгновенного расцепления достигают большого значения. По европейским стандартам предусмотрена группа A для самых малых перегрузок до 3*In.

Автоматические выключатели группы B применяют для установки в местах со старой проводкой, там, где присутствуют лампы накаливания, электрические печки, обогреватели.

Автоматические выключатели из группы C используются чаще всего. Их устанавливают в квартирах и учреждениях с люминесцентными лампами, кондиционерами, стиральными машинами, холодильниками и прочей бытовой техникой.

Группу D применяют для защиты электродвигателей, которые обычно стоят на промышленных устройствах, таких как компрессоры, насосы, подъемники.

Использовать автоматы из группы D для бытовых потребностей вместо группы C нельзя, потому что время срабатывания выключателя у разных групп разное.

После того как автомат сработал, нельзя спешить сразу его включать. Вначале выясняют причину разъединения, устраняют ее, после чего возвращают выключатель в исходное положение.

Маркировка

На каждом выключателе стоит маркировка, которая позволяет определить основные параметры.

Латинская буква (B, C, D), как можно догадаться из вышесказанного, означает группу по току перегрузке. Следом за буквой идет цифра. Она указывает, на какой номинальный ток, выраженный в амперах, рассчитан прибор. На этот показатель в первую очередь обращают внимание, когда выбирают автомат. Какое значение он должен иметь, будет описано в следующем разделе.

Ниже стоит трехзначное число, обведенное в прямоугольную рамку. Это ток короткого замыкания, выраженный в амперах. Его также называют отключающей способностью. Это максимальный ток, при котором автомат срабатывает, выполняя свои функции. Для квартир и частных домов выбирают устройства с отключающей способностью 4500, 6000 А иногда 10000 А.

Предпочтение отдают 6000 или 10000 А, поскольку у таких автоматов больше возможностей, их выгоднее использовать. Отличие в цене мизерное, а уровень безопасности и срок службы выше.

Еще ниже под отключающей способностью стоит однозначное число в квадратике. Оно указывает на класс токоограничения. Чем выше класс, тем быстрее прибор срабатывает при коротком замыкании.

Лучшие выключатели имеют 3-й класс, но встречаются приборы и 2-ого класса (на них отмечено число 2).

Число 3 говорит о том, что прибор срабатывает на отсечке синусоиды тока, равной 1/3 полупериода. Если взглянуть на синусоиду, то станет понятно, что в этом случае ток не успевает достигнуть максимального значения.

На каждом автоматическом выключателе вверху стоит логотип производителя, что позволяет быстро найти любимую торговую марку. Также указывается напряжение, на которое рассчитан прибор, и его принципиальная схема.

Выбор автоматов

Выбрать автоматические выключатели не так уж сложно, как можно подумать. Для этого надо обращать внимание на такие параметры:

• Номинальное напряжение автомата, которое должно быть равно и больше напряжению домашней (промышленной) сети.
• Максимальный и номинальный ток.
• Количество полюсов (зависит от фазности сети).
• Условия, в которых будет работать выключатель, то есть особенности проводки и нагрузки.

Если сеть однофазная, то устанавливают 1-о и 2-х полюсные автоматы. Для трехфазной сети применяют 3-х и 4-х полюсные автоматы.

Чтобы правильно выбрать автоматический выключатель, надо знать сечение провода, который идет за ним, и суммарную мощность всех приборов, то есть нагрузку.

Рассчитать максимальный ток просто. Для этого надо воспользоваться законом Ома и вспомнить, что мощность равна произведению напряжения на ток. Получается:

I=P/U, где P – мощность всех приборов.

Напряжение домашней сети составляет 220 В. Средняя мощность бытовых приборов в современной квартире с газовой плитой составляет 3 кВт, а в квартире с электроплитой 7 кВт. Но можно провести расчет индивидуально, чтобы быть более точным.

Допустим P=4 кВт. Получаем:

I=4000/220=18,2 А

У автоматов есть своя шкала номинальных токов, на которые они рассчитаны (4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100, 160 Ампер). Выбирать всегда надо автоматы с большим значением. В данном случае это 25 А.

Материал и площадь сечения проводки

Особое значение имеют характеристики проводки – ее материал и площадь сечения провода. В квартирах используют медную проводку, но бывают случаи применения алюминиевых проводов. В «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) приведены таблицы, по которым можно определить значение допустимого длительного тока.

Если применяется двужильный медный провод площадью 2,5 кв мм, проложенный в штробе или трубе, то для него допустимый длительный ток составляет 25 А. К сожалению, недобросовестные производители нарушают стандарты, уменьшая сечение, и добавляя в медь примеси. Если вы не уверены в качестве провода, то применяйте меньший показатель, а именно, 16 А. На такой ток должен быть рассчитан и автоматический выключатель.

Но в этом случае мощность всех приборов, установленных в доме должна понизиться, иначе проводка не выдержит нагрузки. Вот почему важно выбирать качественные материалы при прокладке электрических коммуникаций. Они обеспечивают безопасную работу и дают больше возможностей в применении бытовых приборов.

Покупая автоматические выключатели, поинтересуйтесь производителем, наличием документов на товар. Защитить себя от подделки можно, если обращаться в специализированные магазины, торгующие электротехническими устройствами. Хотя цена у них будет выше, чем на рынке, но гарантия безопасности в этом случае важнее.

Похожие темы:

Автоматический выключатель: устройство, принцип действия

Несмотря на многообразие типов автоматических выключателей (автоматов), многие работают по схожим принципам и построены на базе стандартного набора функциональных элементов. В связи с широким применением автоматов модульного типа (особенно, в бытовых и низковольтных электросетях), изучать работу автоматического выключателя резонно на их примере. В качестве подопытного образца будет выступать недорогого однополюсный автомат марки ДЭК типа ВА-101-1 C3.

Автомат модульного типа внешне представляет собой стандартизированный по габаритам аппарат в пластмассовом корпусе, имеющий две или более входных клемм (в зависимости от количества полюсов) для подключения питания с одной стороны (обычно, сверху) и подсоединения нагрузки с другой (снизу). На передней панели автомата находится рычаг управления, с помощью которого осуществляется включение и отключение автомата (нагрузки) вручную. По бокам корпуса имеются технологические отверстия для установки дополнительных устройств, например, контактов состояния автомата, независимого расцепителя и некоторых других. Сверху автомат имеет отверстия для доступа к регулировочному винту теплового расцепителя и выхода продуктов горения дугового разряда. Монтаж (крепление) модульного автомата в электрошкафу осуществляется на так называемую DIN-рейку – металлический или пластмассовый профиль определенной формы.

Крепление автомата на DIN-Рейку и снятие в неё.

Окна для подсоединений дополнительных устройств к автомату.

Автомат ДЭК. Вид сверху.

1 — отверстие выхода продуктов горения дуги; 2 — отверстие с регулировочным винтом теплового расцепителя.

В электрическую цепь автомат подключается последовательно — в разрыв цепи питания нагрузки (потребителей). Принцип действия автоматического выключателя состоит в контроле силы электрического тока через автомат и, в случае необходимости, разрыве цепи (отключении нагрузки) с той или иной скоростью (задержкой), начиная с момента превышения тока и в зависимости от «серьезности» (кратности) этого превышения.

Схема подключения однополюсного автомата в цепь питания лампы накаливания.

Корпус модульного автомата, в большинстве случаев, неразборный. Для его вскрытия, с целью изучения, потребуется удалить (высверлить и извлечь) все заклепки и разделить корпус на две части. Элементы корпуса выполнены из пластмассы, не поддерживающей горение, с достаточной (расчетной) электроизоляционной способностью. С внутренней стороны полукорпусов имеются пазы и направляющие для установки функциональных элементов автомата.

Процесс вскрытия автомата.

Автоматический выключатель ДЭК внутри.

Автомат полностью разобран.

Устройство автоматического выключателя с подписями его функциональных элементов.

Механизм взвода и расцепления – механическая система из пружин и рычажков, выполняющая две основные функции: удержание контактов в сомкнутом состоянии при штатном режиме работы, и, при возникновении аварийной ситуации, по командам расцепителей или оператора (ручное отключение) быстро отвести подвижный контакт от неподвижного.

Автомат включен, механизм взведен.

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит с подвижным сердечником (якорем), который работает как толкатель. Когда ток через обмотку достигает определенного значения, якорь надавливает на рычажок спускового механизма, что приводит к его срабатыванию и отключению нагрузки. Число витков катушки и сечение обмоточной проволоки электромагнита рассчитано так, чтобы срабатывать только при относительно больших превышениях номинального тока автомата (например, при коротком замыкании), а так же чтобы выдерживать такие превышения неоднократно.

Нижняя клемма, катушка электромагнитного расцепителя и биметаллическая пластина соединены сваркой.

Якорь электромагнитного расцепителя в собранном (слева) и разобранном (справа) виде.

При движении якоря вниз в направлении красной стрелки, курок спускового механизма выходит из зацепления (красный кружок).

При движении якоря вниз, он увлекает за собой подвижный контакт, чем помогает механизму расцепления развести контакты.

Тепловой расцепитель – биметаллическая пластина, изгибающаяся в определенную сторону при нагреве в результате прохождения тока через специальный проводник повышенного сопротивления, намотанный поверх неё (биметаллическая пластина косвенного нагрева). При определенном угле изгиба пластины, её кончик надавливает на рычажок спискового механизма – автомат отключается. В отличие от электромагнитного расцепителя, тепловой расцепитель более медлителен и не способен срабатывать за доли секунды, однако, он более точен и поддается тонкой настройке.

При изгибании кончика биметаллической пластины в направлении красной стрелки, курок спускового механизма выходит из зацепления (красный кружок).

Дугогасительная камера, имеющаяся в устройстве автоматического выключателя, обеспечивает быстрое гашение дугового разряда, который может образовываться при размыкании контактов. Она представляет собой набор металлических пластин, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. Попадая на пластины, дуга разделяется, завлекается внутрь дугогасительной камеры и тухнет. Продукты горения дуги и избыточное давление сбрасываются наружу через специальный канал в корпусе автомата.

Автоматический выключатель устроен и работает по принципу постоянного слежения за силой электрического тока, использует сразу два детектора-расцепителя: электромагнитный и тепловой. Первый обладает высокой скоростью реакции, которая необходима для защиты от быстрорастущих сверхтоков, вторая – точностью и определенной задержкой в срабатывании, что позволяет исключить ложные отключения нагрузки при кратковременном и небольшом превышении силы тока.

Похожие статьи:

Введение и принцип работы автоматического выключателя

[ezcol_1third id = ”” class = ”” style = ””] [pageids 5] [/ ezcol_1third]

[ezcol_2third_end id = ”” class = ”” style = ””]

Введение в автоматический выключатель

При работе энергосистемы часто желательно и необходимо отключать или отключать различные устройства или линии передачи в нормальных и ненормальных условиях. Раньше для этой цели использовались переключатели и предохранители, чтобы размыкать или замыкать контакт.Но если предохранитель сломается по ошибке, потребуется время для его замены, что приведет к значительному прерыванию передачи энергии. Оператор должен отправиться в поле, чтобы заменить предохранитель в случае его выхода из строя. Выключатели или предохранители не могут выдерживать большие токи из-за своей конструкции.

автоматический выключатель введение

Эти недостатки выключателей и предохранителей заставили их использовать в более низком диапазоне напряжений. Но в развивающейся электротехнике каждый день мы имеем дело с новой технологией, состоящей из более высокого диапазона напряжений, что побудило использовать устройство, называемое автоматическим выключателем.

[/ ezcol_2third_end]

Определение автоматического выключателя

Автоматический выключатель — это устройство, которое замыкает цепь по желанию оператора и размыкает цепь на основании намерения оператора, а также при любой неисправности в цепи. Обобщенные важные функции автоматических выключателей следующие:

1. Выключателем можно управлять вручную или дистанционно из диспетчерской.
2. Автоматический выключатель может автоматически срабатывать в условиях неисправности через логическую схему.
3. Он может выдерживать более высокие напряжения, обеспечивая более высокую изоляцию между двумя контактами в разомкнутом состоянии.

Принцип действия выключателя

Каждому инженеру-электрику необходимо знать, как работает автоматический выключатель. . Автоматический выключатель состоит из двух электродов , один неподвижный, а другой подвижный. Цепь будет замкнута, если два контакта находятся в контакте, и она будет разомкнута, когда эти два разъединены.Это основано на требовании оператора, должна ли цепь быть замкнута или разомкнута в исходном случае. Предположим, что если выключатель изначально включен для замыкания цепи, если в цепи возникает какая-либо неисправность или если оператор хотел ее размыкать, то логический сигнал активирует реле отключения, которое разделяет два контакта, перемещая подвижную катушку на расстояние от фиксированной катушки .

Срабатывание выключателя

Это выглядит простым управлением, но реальное препятствие только здесь, то есть когда два контакта разделяются, между концами контактов будет большая переходная разность потенциалов, которая позволяет огромным электронам перескакивать с высокого потенциала на низкий.Но переходное расстояние между двумя контактами в этот момент действует как диэлектрик для перехода электронов от одного электрода к другому.

Если разность потенциалов выше диэлектрической прочности, электроны пытаются перейти к другому электроду, который ионизирует диэлектрическую среду, что приводит к сильной искре между электродами. Эта искра между электродами называется « дуга ». Несмотря на то, что дуга сохраняется в течение микросекунд, ее достаточно для взрыва изоляционного корпуса автоматического выключателя и компонентов в нем из-за высокой теплоты искрения.Таким образом, чтобы избежать этого повреждения автоматического выключателя, силу дуги необходимо уменьшить за счет увеличения диэлектрической прочности между двумя электродами, когда они разделяются, и проявившаяся дуга должна погаснуть непосредственно перед тем, как повредить выключатель.

Такие среды, как воздух, масло, вакуум и SF6 (гексафторид серы), используются в качестве среды для гашения дуги, которая обеспечивает высокую диэлектрическую прочность, а также гасит дугу как можно быстрее.

выключатель основного назначения

• Коммутатор токов нагрузки
• Устранить неисправность
• Нормальный ток отключения и ток короткого замыкания
• Перенести ток короткого замыкания без разрыва (или взрыва) i.е. отсутствие искажений из-за магнитных сил в условиях неисправности.
• Важными характеристиками с точки зрения защиты являются: Скорость, с которой открывается основной ток после получения отключающего импульса.

Преимущества автоматического выключателя перед предохранителем

• Автоматический выключатель работает при высоком напряжении по сравнению с предохранителем.

Автоматическим выключателем

• можно управлять дистанционно, запитав катушку включения или отключения, что невозможно сделать в случае плавкого предохранителя.
• Функционирование выключателя (срабатывание или включение) можно легко проверить.
• Нет необходимости заменять автоматический выключатель после неисправности.

Что такое автоматический выключатель SF6? Конструкция, принцип работы, преимущества и недостатки элегазового выключателя

Автоматический выключатель, в котором для гашения дуги используется газ SF ₆ под давлением, называется выключателем SF ₆ . Газ SF ₆ (гексафторид серы) обладает отличными диэлектрическими, гашением дуги, химическими и другими физическими свойствами, которые доказали его превосходство над другими средами для гашения дуги, такими как масло или воздух.Выключатели SF ₆ в основном делятся на три типа

• Автоматический выключатель поршневой без нагнетания
• Автоматический выключатель с одинарным поршнем.
• Двухконтурный поршневой выключатель.

В автоматическом выключателе, в котором в качестве изолирующей среды использовались воздух и масло, сила гашения дуги нарастала относительно медленно после перемещения контакта. В высоковольтных выключателях используются свойства быстрого гашения дуги, которые требуют меньше времени для быстрого восстановления, нарастания напряжения.Выключатели SF ₆ в этом отношении обладают хорошими характеристиками по сравнению с масляными или воздушными выключателями. Так в высоковольтных сетях до 760 кВ используются выключатели SF ₆ .

Свойства автоматического выключателя с гексафторидом серы

Гексафторид серы обладает очень хорошими изоляционными и дугогасящими свойствами. Эти свойства

• Бесцветный, нетоксичный и негорючий газ без запаха.
• SF ₆ Газ чрезвычайно стабилен и инертен, а его плотность в пять раз больше плотности воздуха.
• Он имеет более высокую теплопроводность, чем у воздуха, и способствует лучшему охлаждению токоведущих частей.
• SF ₆ Газ сильно электроотрицателен, что означает, что свободные электроны легко удаляются из разряда за счет образования отрицательных ионов.
• Обладает уникальным свойством быстрой рекомбинации после удаления искры, возбуждающей источник питания. Он в 100 раз более эффективен по сравнению со средой для гашения дуги.
• Его диэлектрическая прочность равна 2.В 5 раз больше, чем у воздуха и на 30% меньше, чем у диэлектрического масла. При высоком давлении диэлектрическая прочность газа увеличивается.
• Влага очень опасна для автоматического выключателя SF ₆ . Из-за сочетания влажности и газа SF ₆ образуется фтористый водород (при прерывании дуги), который может повредить части выключателей.

Конструкция SF ₆ Автоматические выключатели

SF _{6 Автоматические выключатели} в основном состоят из двух частей, а именно (а) блока прерывателя и (б) газовой системы.

Блок прерывателя — Этот блок состоит из подвижных и неподвижных контактов, состоящих из набора токоведущих частей и датчика дуги. Он соединен с газовым резервуаром SF ₆ . Этот блок состоит из скользящих отверстий в подвижных контактах, которые пропускают газ под высоким давлением в основной резервуар.

Газовая система — Замкнутая газовая система используется в автоматических выключателях SF ₆ . Газ SF ₆ стоит дорого, поэтому его утилизируют после каждой операции.Этот блок состоит из камер низкого и высокого давления с аварийной сигнализацией низкого давления и переключателями аварийной сигнализации. Когда давление газа очень низкое, из-за чего снижается диэлектрическая прочность газов и снижается способность гашения дуги выключателей, эта система подает предупреждающий сигнал.

Принцип работы SF ₆ Автоматический выключатель

В нормальных условиях эксплуатации контакты выключателя замкнуты. При возникновении неисправности в системе контакты размыкаются, и между ними зажигается дуга.2 таким образом; он хранится в резервуаре низкого давления. Этот газ низкого давления возвращается в резервуар высокого давления для повторного использования.

Теперь давление поршня дневного вытяжного вентилятора используется для создания давления гашения дуги во время операции размыкания с помощью поршня, прикрепленного к подвижным контактам.

Преимущество выключателя SF ₆

SF _{6 Автоматические выключатели} имеют следующие преимущества перед обычными выключателями

1. SF ₆ Газ имеет отличные изоляционные, дугогасящие и многие другие свойства, которые являются важнейшими преимуществами автоматических выключателей SF ₆ .
2. Газ негорючий и химически устойчивый. Продукты их разложения невзрывоопасны, и, следовательно, нет риска возгорания или взрыва.
3. Электрический зазор значительно уменьшен из-за высокой диэлектрической прочности SF ₆ .
4. На его характеристики не влияют колебания атмосферных условий.
5. Он обеспечивает бесшумную работу и отсутствие проблем с перенапряжением, поскольку дуга гаснет при нулевом естественном токе.
6. Нет снижения диэлектрической прочности, потому что во время дуги не образуются частицы углерода.
7. Требуется меньше обслуживания и не требуется дорогостоящая система сжатого воздуха.
8. SF ₆ выполняет различные функции, такие как устранение коротких замыканий на линии, переключение, размыкание ненагруженных линий электропередачи, реактора трансформатора и т. Д. Без каких-либо проблем.

Недостатки выключателей SF ₆

1. SF ₆ газ в некоторой степени удушающий.В случае утечки в баке прерывателя газ SF ₆ тяжелее воздуха и, следовательно, SF ₆ оседает в окружающей среде и приводит к удушению обслуживающего персонала.
2. Попадание влаги в бак выключателя SF ₆ очень вредно для выключателя и вызывает несколько отказов.
3. Внутренние части нуждаются в очистке во время периодического обслуживания в чистой и сухой среде.
4. Специальное оборудование, необходимое для транспортировки и поддержания качества газа.

Что такое автоматический выключатель HVDC? — Проблема автоматического выключателя HVDC

Автоматический выключатель HVDC — это коммутационное устройство, которое прерывает прохождение аномального постоянного тока в цепи. Когда в системе возникает неисправность, механические контакты выключателя размыкаются, и, таким образом, их цепь размыкается. В автоматическом выключателе HVDC отключение цепи затруднено, поскольку ток, протекающий через него, является однонаправленным, и нулевой ток отсутствует.

Основное применение выключателя HVDC — прерывание постоянного тока высокого напряжения в сети.Автоматический выключатель переменного тока легко прерывает дугу при нулевом естественном токе в волне переменного тока. При нулевом токе прерываемая энергия также равна нулю. Контактный зазор должен восстановить диэлектрическую прочность, чтобы выдерживать естественное переходное восстанавливающееся напряжение.

С автоматическими выключателями постоянного тока проблема более сложная, поскольку форма сигнала постоянного тока не имеет собственных нулей тока. Принудительное прерывание дуги приведет к возникновению высокого переходного напряжения восстановления и повторного зажигания без прерывания дуги и окончательного разрушения контактов выключателя.При разработке автоматических выключателей HVDC необходимо решить три основные проблемы. Этих проблем

• Создание искусственного нулевого тока.
• Предотвращение повторных пробоев дуги.
• Рассеяние накопленной энергии.

Принцип искусственного обнуления тока используется в выключателях постоянного тока высокого напряжения для гашения дуги. При введении параллельной цепи L-C ток дуги подвергается колебаниям. Эти колебания сильны и имеют несколько искусственных нулей тока.Прерыватель гасит дугу при одном из искусственных нулей тока. Пиковый ток колебаний должен быть больше, чем прерываемый постоянный ток.

Последовательный резонансный контур с L и C подключен к главному контакту M обычного выключателя постоянного тока через вспомогательный контакт S ₁ , а резистор R подключен через контакт S ₂ . В нормальных условиях эксплуатации главный контакт M и контакт зарядки S ₂ остаются замкнутыми, а конденсатор C заряжается до линейного напряжения через высокое сопротивление R.Контакт S ₁ разомкнут, и на нем имеется линейное напряжение.

Для отключения тока главной цепи I _d рабочий механизм размыкает контакт S ₂ и замыкает контакт S ₁ . Это указывает на разряд конденсатора C через индуктивность L, главный контакт M и вспомогательный контакт S ₁ , создавая колебательный ток, показанный на рисунке ниже. Таким образом, создаются искусственные нули тока, и главный контакт M выключателя размыкается при нулевом токе.После этого контакт S ₁ размыкается, а контакт S ₂ замыкается.

Другой способ прерывания основного постоянного тока — это его отвод на конденсатор, так что величина тока, прерываемого автоматическими выключателями, становится меньше. Это показано на рисунке ниже. Конденсатор C изначально не заряжен.

Когда главный контакт M размыкается, ток главной цепи отводится на конденсатор C. Таким образом, ток, прерываемый главными контактами M, становится меньше.Нелинейный резистор R поглощает энергию без значительного увеличения напряжения на главном контакте M.

Скорость нарастания восстанавливающегося напряжения на M выражается как

Проблема предотвращения повторных пробоев очень остра в автоматических выключателях постоянного тока с переменным током, где время отключения тока очень мало. Таким образом, возникает резкий скачок напряжения повторного включения на клеммах выключателя, и автоматический выключатель должен выдерживать это напряжение.

Различные типы автоматических выключателей, их применение и применение

В мире электротехники и электроники есть много случаев, когда случаются неудачи. Это приведет к серьезному повреждению зданий, офисов, домов, школ, промышленных предприятий и т. Д. Неверно доверять напряжению и току, хотя меры безопасности приняты. После того, как автоматические выключатели будут установлены, они будут контролировать резкое повышение напряжения и тока. Поможет от любой аварии. Автоматические выключатели подобны сердцу электрической системы.Существуют различные типы автоматических выключателей, в которых они устанавливаются в зависимости от номинальной мощности системы. В быту используется другой тип автоматического выключателя, а в промышленности — другой тип автоматического выключателя. Давайте подробно обсудим различные типы автоматических выключателей и их важность.

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель — это коммутационное устройство, которое может работать автоматически или вручную для защиты и управления системой электроснабжения.В современной энергосистеме конструкция автоматического выключателя изменилась в зависимости от больших токов и предотвращения возникновения дуги во время работы.

Автоматический выключатель

Электроэнергия, которая поступает в дома, офисы, школы, предприятия или любые другие места от распределительных сетей, образует большую цепь. Те линии, которые подключены к электростанции, образующие на одном конце, называются горячим проводом, а другие линии, соединяющиеся с землей, образуют другой конец.Когда электрический заряд протекает между этими двумя линиями, между ними возникает потенциал. Для всей цепи подключение нагрузок (приборов) обеспечивает сопротивление потоку заряда, и вся электрическая система внутри дома или промышленных предприятий будет работать без сбоев.

Они работают без сбоев, пока приборы обладают достаточным сопротивлением и не вызывают перегрузки по току или напряжению. Причины нагрева проводов — это слишком большой заряд, протекающий через цепь, короткое замыкание или внезапное подключение горячего конца провода к заземляющему проводу, что приведет к нагреву проводов и возникновению пожара.Автоматический выключатель предотвратит такие ситуации, которые просто отключат оставшуюся цепь.

Основные виды работы автоматических выключателей

Что ж, мы знаем, что такое автоматический выключатель . В этом разделе объясняется принцип работы автоматического выключателя .

Как инженер-электрик, очень важно знать принцип работы этого устройства. Не только инженер, но и все люди, работающие в этой области, должны знать об этом. Устройство включает пару электродов, один из которых статический, а другой подвижный.Когда два контакта входят в контакт, цепь замыкается, а когда эти контакты не вместе, цепь переходит в закрытое состояние. Эта операция зависит от необходимости рабочего, должна ли схема находиться в состоянии ОТКРЫТО или ЗАКРЫТО в начальной фазе.

Условие 1: Предположим, что устройство замкнуто на первом этапе, чтобы создать цепь, когда происходит какое-либо повреждение или когда рабочий думает ОТКРЫТЬ, тогда логический индикатор стимулирует реле отключения, которое отключает оба контакта, обеспечивая движение к подвижной катушке, удаленной от постоянной катушки.

Эта операция кажется такой простой и легкой, но реальная сложность заключается в том, что, когда пара контактов находится далеко друг от друга, между парой контактов будет огромное временное изменение потенциала, что способствует переходу большого электрона от высокого к низкому потенциалу. . В то время как этот временный зазор между контактами действует как диэлектрик для перехода электронов от одного электрода к другому.

Когда изменение потенциала превышает силу диэлектрической прочности, электроны перемещаются от одного электрода к другому.Это ионизирует диэлектрическую моду, которая может привести к возникновению сильного воспламенения между электродами. Это зажигание обозначается как ARC . Даже такое возгорание сохраняется в течение нескольких микросекунд, оно может повредить все устройство выключателя, вызывая повреждение всего оборудования и корпуса. Чтобы исключить это возгорание, необходимо заранее устранить диэлектрическую способность, разделяющую два электрода, чтобы не повредить цепь.

Явление дуги

Во время работы автоматических выключателей дуга — это та дуга, которую необходимо четко наблюдать.Итак, явление дуги в автоматических выключателях имеет место во время неисправных случаев. Например, когда через контакты проходит обширный ток до того, как произойдет защитное наступление и инициирует контакты.

В тот момент, когда контакты находятся в состоянии ОТКРЫТО, площадь контакта быстро уменьшается и происходит увеличение плотности тока из-за большого тока SC. Это явление ведет к повышению температуры, и этого тепловыделения достаточно для ионизации прерывистой среды.Ионизированная среда действует как проводник и дуга между контактами. Дуга создает путь минимального сопротивления для контактов, и в течение всего времени существования дуги будет протекать большой ток. Это условие нарушает работу автоматического выключателя.

Почему возникает дуга?

Прежде чем узнать о приближении прекращения дуги, давайте оценим параметры, которые ответственны за возникновение дуги. Причины:

• Изменение потенциала, которое существует между контактами
• Ионизированные частицы, находящиеся между контактами

Этого изменения потенциала между контактами достаточно для существования дуги, так как расстояние между контактами минимально.Кроме того, ионизирующая среда сохраняет способность сохранять дугу.

Это причины возникновения дуги .

Классификация автоматических выключателей

Различные типы высоковольтных автоматических выключателей, включая следующие

• Воздушный автоматический выключатель
• SF6 автоматический выключатель
• Вакуумный автоматический выключатель
• Масляный автоматический выключатель
• Воздушный автоматический выключатель

Типы Автоматические выключатели

Воздушный автоматический выключатель

Этот автоматический выключатель работает в воздухе; закалочная среда — дуга при атмосферном давлении.Во многих странах воздушный выключатель заменяется масляным выключателем. О масляном выключателе мы поговорим позже в статье. Таким образом, ACB по-прежнему является предпочтительным выбором для использования воздушного выключателя до 15 кВ. Это потому что; масляный выключатель может загореться при работе от 15 В.

Рабочий воздушный выключатель, различные типы автоматических выключателей и его применения

Воздушный выключатель (ACB)

— это электрическое устройство, используемое для обеспечения защиты от перегрузки по току и короткого замыкания в электрических цепях от 800 до 10 кОм.Обычно они используются в системах с низким напряжением ниже 450 В. Мы можем найти эти системы в распределительных панелях (ниже 450 В). Здесь, в этой статье, мы обсудим работу воздушного выключателя. Воздушный автоматический выключатель — это выключатель, работающий в воздухе как средство гашения дуги при заданном атмосферном давлении. Сегодня на рынке доступно несколько типов воздушных автоматических выключателей и коммутационных аппаратов, которые отличаются прочностью, высокими характеристиками, простотой установки и обслуживания.Воздушные выключатели полностью заменили масляные выключатели.

Рабочий воздушный выключатель

Воздушный выключатель срабатывает своими контактами на открытом воздухе. Их метод управления гашением дуги полностью отличается от метода масляных выключателей. Они всегда используются для прерывания низкого напряжения и теперь имеют тенденцию заменять высоковольтные масляные выключатели. На рисунке ниже показан принцип работы цепи воздушного выключателя.

Автоматический выключатель прерывания

Воздушный автоматический выключатель обычно имеет две пары контактов.Основная пара контактов (1) пропускает ток при нормальной нагрузке, и эти контакты выполнены из металлической меди. Вторая пара — это дугогасительный контакт (2), он выполнен из углерода. При размыкании автоматического выключателя первыми размыкаются главные контакты. Когда главные контакты разомкнуты, дугогасительные контакты все еще находятся в контакте друг с другом. Поскольку ток проходит через дугогасительный контакт параллельным низкоомным путем. Во время размыкания главных контактов в главном контакте не будет дуги.Дуга возникает только тогда, когда, наконец, разъединяются дугогасительные контакты. Каждый из дугогасительных контактов снабжен дугогасителем, который помогает. Дуговый разряд движется вверх за счет теплового и электромагнитного воздействия, как показано на рисунке. Когда дуга движется вверх, она входит в дугогасительную камеру, состоящую из брызг.

Дуга в желобе станет холоднее, удлинится и разделится, поэтому напряжение дуги станет намного больше, чем напряжение системы во время срабатывания воздушного выключателя, и, следовательно, дуга окончательно гаснет во время нулевого тока.

Коробка пневматической тормозной цепи изготовлена ​​из изоляционного и огнестойкого материала и разделена на разные секции перегородками из того же материала, как показано выше, рисунок (a). Внизу каждого барьера находится небольшой металлический проводящий элемент между одной стороной барьера и другой. Когда дуга, движущаяся вверх под действием электромагнитных сил, входит в нижнюю часть желоба, она разделяется на множество секций перегородками, но каждая металлическая деталь обеспечивает электрическую непрерывность между дугами в каждой секции, следовательно, несколько дуг входят в серию .

Электромагнитные силы внутри каждой секции желоба заставляют дугу в этой секции начинать форму спирали, как показано выше, рисунок (b). Все эти спирали соединены последовательно, так что общая длина дуги значительно увеличилась, а ее сопротивление значительно увеличилось. Это повлияет на снижение тока в цепи.

На рисунке (а) показано развитие дуги с момента выхода из основных контактов до момента попадания в дугогасительную камеру. Когда ток в следующий раз прекращается при нулевом значении тока, ионизированный воздух на пути, где дуга была параллельна разомкнутым контактам, действует как шунтирующее сопротивление между контактами и собственной емкостью C, как показано на рисунке ниже. с красным как высокое сопротивление R.

Когда колебание начинается между C и L, как описано для идеального автоматического выключателя, показанного на рисунке ниже, это сопротивление сильно гасит колебания. Конечно, обычно оно настолько велико, что демпфирование является критическим, колебания не могут иметь место вообще, и напряжение повторного запуска, вместо того, чтобы проявляться как высокочастотные колебания, поднимается мертвым ударом до своего конечного значения пикового напряжения генератора. Это показано под нижней осциллограммой.

Автоматический выключатель, ограничивающий напряжение

Типы автоматического выключателя с воздушным прерыванием

Воздушные автоматические выключатели в основном бывают трех типов и широко используются для поддержания среднего напряжения в помещениях и коммутационных устройств в доме.

Автоматический выключатель с обычным прерыванием

Воздушный автоматический выключатель с обычным тормозом — это простейшая разновидность воздушных выключателей. Основные точки соприкосновения выполнены в виде двух рожков. Дуга этих автоматических выключателей проходит от одного наконечника до другого.

Автоматический выключатель с магнитным обдувом

Автоматический выключатель с магнитным обдувом используются при напряжении до 11 кВ. Распространение дуги может быть обеспечено магнитным полем, создаваемым током в обдувающих катушках.

Автоматический выключатель с магнитным обдувом.

. Автоматический выключатель с воздушным желобом.

.

. медь и проводят ток в закрытых положениях.Выключатели с воздушным желобом имеют низкое контактное сопротивление и покрыты серебром. Дугогасительные контакты прочные, жаростойкие и изготовлены из медного сплава.

Применение воздушных автоматических выключателей

Воздушные автоматические выключатели

используются для управления вспомогательным оборудованием электростанций и промышленных предприятий. Они обеспечивают защиту промышленных предприятий, электрических машин, таких как трансформаторы, конденсаторы и генераторы.

• Они в основном используются для защиты растений, где существует опасность пожара или взрыва.
• Принцип воздушного торможения дуги автоматического выключателя используется в цепях постоянного и переменного тока до 12 кВ.
• Воздушные автоматические выключатели обладают высоким сопротивлением, которое помогает увеличить сопротивление дуги за счет разделения, охлаждения и удлинения.
• Воздушный выключатель также используется в системе распределения электроэнергии и NGD около 15 кВ

Недостаток автоматического выключателя

• Недостатком принципа дугогасительной камеры является его неэффективность при малых токах, где возникают электромагнитные поля. слабый.
• Сам желоб не обязательно менее эффективен в удлинении и деионизирующем действии, чем при высоких токах, но движение дуги в желоб имеет тенденцию становиться медленнее, и прерывание на высокой скорости не обязательно получается.

Итак, это все о воздушном автоматическом выключателе (ACB), его работе и применении. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые сомнения относительно этой концепции или реализации каких-либо электрических и электронных проектов, пожалуйста, оставьте свой отзыв, комментируя в разделе комментариев ниже.Вот вам вопрос, в чем функция ACB?

Воздушный выключатель — типы автоматических выключателей, работа и применение

Воздушный выключатель Конструкция, работа, типы, преимущества и применение

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель — это устройство, которое может

• замыкать или размыкать цепь вручную или с помощью дистанционного управления в нормальных условиях.
• Автоматическое отключение цепи при возникновении неисправности (например, перегрузка по току, короткое замыкание и т. Д.).
• Замкните цепь вручную или с помощью дистанционного управления в условиях неисправности.

Автоматический выключатель используется для механизма переключения и защиты системы. Для этой цели также используются другие сопутствующие устройства и компоненты, связанные с автоматическими выключателями, такие как предохранители, реле, переключатели и т. Д. Автоматические выключатели широко используются в промышленности, а также в энергосистемах для управления и защиты различных частей цепи, таких как переключатели, трансформаторы. , Двигатели, Генераторы / Генераторы и т. Д., что делает систему стабильной и надежной.

На рынке доступны различные типы воздушных автоматических выключателей , и мы обсудим их один за другим подробно.

Воздушный автоматический выключатель (ACB)

Воздушный автоматический выключатель (ACB) — это устройство электрической защиты, используемое для защиты от короткого замыкания и перегрузки по току до 15 кВ с номинальным током от 800A до 10kA. Он работает на воздухе (где продувка воздухом в качестве средства гашения дуги) при атмосферном давлении для защиты подключенных электрических цепей.ACB полностью заменен масляным автоматическим выключателем, потому что он по-прежнему является предпочтительным выбором для использования ACB, потому что нет возможности возгорания масла, как в масляном выключателе.

Конструкция воздушного выключателя

На следующем рисунке показаны основные и внешние части ACB . (ABB EMax низковольтный, ограничивающий ток и селективный (не ограничивающий ток) воздушный автоматический выключатель).

1. Кнопка ВЫКЛ (O)
2. Кнопка ВКЛ (I)
3. Индикатор положения главного контакта
4. Индикатор состояния механизма накопления энергии
5. Кнопка сброса
6. Светодиодные индикаторы
7. Контроллер
8. «Подключение», «Тест» и стопор «изолированного» положения (трехпозиционный фиксирующий / запирающий механизм)
9. Навесной замок, предоставляемый пользователем
10. Подключение «,« Тест »и« разделение »индикации положения
11. Подключение (CE) Разделение, (CD) Тест (CT) Контакты индикации положения
12. Паспортная табличка

Цифровые дисплеи

14. Ручка механического накопителя энергии
15. Встряхивание (IN / OUT)
16. Репозиторий рычагов
17. Кнопка сброса аварийного отключения

На следующем рисунке показана внутренняя конструкция воздушного выключателя

• 1.Несущая конструкция из листовой стали
• 2. Трансформатор тока для расцепителя защиты
• 3. Изолирующая коробка группы полюсов
• 4. Горизонтальные редкие клеммы
• 5a. Пластины фиксированных главных контактов
• 5б. Пластины для фиксированной дуги Контакты
• 6а. Пластины для главных подвижных контактов
• 6б. Пластины для подвижных дугогасительных контактов
• 7. Дугогасительная камера
• 8. Клеммная коробка для стационарной версии — скользящие контакты для выдвижной версии
• 9.Защитный расцепитель
• 10. Управление включением и размыканием автоматического выключателя
• 11. Пружины включения

Соответствующее сообщение: Разница между автоматическим выключателем и автоматическим выключателем согласно стандартам IEC

Принцип действия воздушного выключателя

Принцип работы Воздушный автоматический выключатель значительно отличается от других типов автоматических выключателей. Основная цель автоматического выключателя — предотвратить повторное возникновение дуги после обнуления тока, когда зазор между контактами будет выдерживать восстанавливающееся напряжение системы.Он выполняет ту же работу, но по-другому. Во время прерывания дуги он создает напряжение дуги вместо напряжения питания. Напряжение дуги определяется как минимальное напряжение, необходимое для поддержания дуги. Автоматический выключатель увеличивает напряжение тремя различными способами:

• Напряжение дуги может быть увеличено путем охлаждения плазмы дуги. Как только температура дугового плазменного движения частиц в дуговой плазме снижается, для поддержания дуги потребуется больший градиент напряжения.
• При разделении дуги на несколько серий увеличивается напряжение дуги.
• Напряжение дуги можно увеличить, увеличив длину пути дуги. Как только длина пути дуги увеличивается, путь сопротивления увеличивается, больше напряжения дуги прикладывается к пути дуги, следовательно, напряжение дуги увеличивается.

Работает на уровне напряжения до 1 кВ. Он содержит две пары контактов. По главной паре проходит ток, а контакт сделан из меди. Дополнительная пара контактов сделана из карбона. При размыкании выключателя первым размыкается главный контакт. Во время размыкания главного контакта дуговые контакты остаются в контакте друг с другом.Дуга возникает, когда контакты дуги разъединены. Для среднего напряжения автоматический выключатель устарел.

Типы воздушных автоматических выключателей

Есть четыре типа автоматических выключателей , используемых в управлении и защите для поддержания и стабильной работы распределительных устройств и среднего напряжения в помещениях.

• Автоматический выключатель простого прерывания или ACB перекрестного взрыва
• Магнитный предохранительный выключатель Воздушный выключатель
• Воздушный желоб Разрыв Автоматический выключатель
• Воздушный выключатель
  

Связанное сообщение: Как читать номинальные данные паспортной таблички MCB, напечатанные на нем?

P Воздушный автоматический выключатель или автоматический выключатель с перекрестным потоком воздуха:

Автоматический выключатель снабжен камерой, окружающей контакт.Камера известна как «дугогасительная камера». Дуга заставлена ​​вбивать в нее. Дугогасительная камера поможет добиться охлаждения. Arc Желоб сделан из некоторого огнеупорного материала. Внутренние стенки дугогасительной камеры имеют такую ​​форму, что дуга не только нагнетается в непосредственной близости, но и проникает в змеевидный канал, выступающий на стенке дугогасительной камеры.

Дугогасительная камера разделена на несколько небольших отсеков с помощью металлических разделительных пластин. Металлические разделительные пластины являются дугоделителями, и каждое из небольших отсеков ведет себя как мини-дугогасительная камера.Первоначальная дуга будет разделена на серию дуг, в результате чего все дуговые напряжения будут выше напряжения системы. Они являются предпочтительным выбором при низком напряжении.

Воздушный выключатель с воздушным желобом

В воздушном автоматическом выключателе с воздушным желобом есть два типа контактов: «главный контакт» и «вспомогательные или дуговые контакты». Основные контакты выполнены из меди, а серебряные пластины имеют низкое сопротивление и проводят ток в замкнутом положении. Вспомогательные или дугогасительные контакты изготовлены из медного сплава, поскольку они термостойкие и используются для предотвращения повреждения основных контактов из-за дугового разряда и могут быть легко заменены при необходимости в случае износа.Во время срабатывания автоматического выключателя дуговые или вспомогательные контакты замыкаются до и размыкаются после главных контактов автоматического выключателя.

Автоматический выключатель с магнитным обдувом

Воздушный выключатель с магнитным обдувом обеспечивает магнитное управление моментом дуги для гашения дуги внутри устройств. Гашение дуги контролируется с помощью магнитного поля, создаваемого током в продувочных катушках, включенных последовательно с прерываемой цепью.Эти катушки известны как «продуть катушку». Магнитное поле не контролирует и не гасит дугу в выключателе, но перемещает дугу в желоба, где дуга удлиняется, охлаждается и гаснет соответственно. Такие автоматические выключатели используются до 11кВ.

Воздушный автоматический выключатель:

Этот тип автоматического выключателя используется для системного напряжения 245 кВ, 420 кВ и более.

Воздушный выключатель подразделяется на три категории:

• Осевой взрывной выключатель
• Осевой взрыватель со скользящим подвижным контактом.

Связанные сообщения:

Осевой взрыватель

Подвижный контакт находится в контакте. При нормально замкнутом состоянии выключателя отверстие сопла находится в неподвижном контакте. При возникновении неисправности в камеру вводится высокое давление. Воздух под высоким давлением будет проходить через отверстие сопла, для поддержания которого достаточно напряжения.

Осевая струя со скользящим подвижным контактом

Подвижный контакт установлен на поршне, поддерживаемом пружиной.Взрыв переносит дугу на дуговый электрод.

Преимущества и недостатки воздушного выключателя

Преимущества

• Воздушный воздушный выключатель является подходящим вариантом для использования там, где требуется частая работа из-за меньшей энергии дуги
• Риск возгорания устраняется при работе с воздухом взрывной выключатель.
• Пневматический выключатель имеет небольшие размеры из-за быстрого роста диэлектрической прочности (конечный контактный зазор, необходимый для гашения дуги, очень мал).
• Скорость автоматического выключателя при работе воздушной струи намного выше.
• Гашение дуги происходит намного быстрее
• Продолжительность дуги одинакова для всех значений тока.
• Стабильность работы может поддерживаться и зависит от скорости работы автоматических выключателей.
• Требуется меньше обслуживания.

Связанный пост: Предохранитель HRC (предохранитель с высокой разрывной способностью) и его типы

Недостатки

• Завод по производству воздуха требует дополнительного обслуживания.
  

  No related posts.