Automatisk omskifter formål enhed driftsprincip installation. Automatiske kontakter - design og driftsprincip. Ekstremt vigtige tilføjelser

Hvad er en afbryder?

Strømafbryder(automatisk) er en koblingsenhed designet til at beskytte det elektriske netværk mod overstrøm, dvs. fra kortslutninger og overbelastninger.

Definitionen af ​​"switching" betyder, at denne enhed kan tænde og slukke for elektriske kredsløb, med andre ord, skifte dem.

Automatiske afbrydere kommer med en elektromagnetisk udløser, der beskytter det elektriske kredsløb mod kortslutninger og en kombineret udløsning – når der udover den elektromagnetiske udløsning bruges en termisk udløser til at beskytte kredsløbet mod overbelastning.

Note: I overensstemmelse med kravene i PUE skal husholdningernes elektriske netværk beskyttes mod både kortslutninger og overbelastninger, derfor bør der bruges strømafbrydere med en kombineret udløsning for at beskytte husstandens elektriske ledninger.

Automatiske afbrydere er opdelt i enkeltpolede (bruges i enkeltfasede netværk), topolede (bruges i enkeltfasede og tofasede netværk) og trepolede (bruges i trefasede netværk), der er også fire- polafbrydere (kan bruges i trefasede netværk med et TN-S jordingssystem).

1. Design og princip for drift af en afbryder.

Nedenstående figur viser afbryderanordning med en kombineret udgivelse, dvs. har både en elektromagnetisk og termisk frigivelse.

1,2 - henholdsvis nedre og øvre skrueterminaler til tilslutning af ledningen

3 - bevægelig kontakt; 4-buekammer; 5 - fleksibel leder (bruges til at forbinde bevægelige dele af afbryderen); 6 - elektromagnetisk udløserspole; 7 - kerne af den elektromagnetiske frigivelse; 8 — termisk frigivelse (bimetalplade); 9 — udløsermekanisme; 10 — kontrolhåndtag; 11 — klemme (til montering af maskinen på en DIN-skinne).

De blå pile i figuren viser strømretningen gennem afbryderen.

Hovedelementerne i afbryderen er elektromagnetiske og termiske udgivelser:

Elektromagnetisk udløsning giver beskyttelse af det elektriske kredsløb mod kortslutningsstrømme. Det er en spole (6) med en kerne (7) placeret i midten, som er monteret på en speciel fjeder. Ved normal drift skaber strøm, der passerer gennem spolen i henhold til loven om elektromagnetisk induktion, et elektromagnetisk felt, der tiltrækker kernen. inde i spolen, men styrken af ​​dette elektromagnetiske felt er ikke nok til at overvinde modstanden fra fjederen, hvorpå kernen er installeret.

Under en kortslutning stiger strømmen i det elektriske kredsløb øjeblikkeligt til en værdi, der er flere gange højere end strømafbryderens mærkestrøm, og denne kortslutningsstrøm, der passerer gennem spolen af ​​den elektromagnetiske udløsning, øger det elektromagnetiske felt, der virker på kernen; til en sådan værdi, at dens tilbagetrækningskraft er nok til at overvinde modstandsfjedrene, der bevæger sig inde i spolen, åbner kernen den bevægelige kontakt på strømafbryderen og deaktiverer kredsløbet:

I tilfælde af en kortslutning (dvs. med en øjeblikkelig stigning i strømmen flere gange), afbryder den elektromagnetiske udløsning det elektriske kredsløb på en brøkdel af et sekund.

Termisk udløsning giver beskyttelse af det elektriske kredsløb mod overbelastningsstrømme. Overbelastning kan forekomme, når elektrisk udstyr er forbundet til netværket med en samlet effekt, der overstiger den tilladte belastning af dette netværk, hvilket igen kan føre til overophedning af ledningerne, ødelæggelse af isoleringen af ​​de elektriske ledninger og dens svigt.

Den termiske udløsning er en bimetalplade (8). Bimetallisk plade - denne plade er loddet af to plader af forskellige metaller (metal "A" og metal "B" i figuren nedenfor) med forskellige udvidelseskoefficienter, når de opvarmes.

Når en strøm, der overstiger maksimalafbryderens mærkestrøm, passerer gennem bimetallpladen, begynder pladen at varme op, mens metal "B" har en højere ekspansionskoefficient ved opvarmning, dvs. når den opvarmes, udvider den sig hurtigere end metal "A", hvilket fører til krumning af den bimetalliske plade, når den bøjes, påvirker det udløsermekanismen (9), som åbner den bevægelige kontakt (3).

Reaktionstiden for den termiske udløsning afhænger af mængden af ​​overskydende strøm i det elektriske netværk af maskinens nominelle strøm, desto hurtigere vil udløsningen fungere.

Som regel fungerer termoudløseren ved strømme, der er 1,13-1,45 gange højere end afbryderens mærkestrøm, mens ved en strøm, der er 1,45 gange højere end mærkestrømmen, vil termoudløseren slukke for afbryderen på 45 minutter - 1 time.

Hver gang afbryderen slukkes under belastning, dannes der en lysbue på den bevægelige kontakt (3), som har en ødelæggende effekt på selve kontakten, og jo højere koblet strøm er, jo kraftigere er den elektriske lysbue og jo større er den. destruktiv effekt. effekt. For at minimere skader fra en elektrisk lysbue i en afbryder ledes den til lysbueslukningskammeret (4), som består af separate, parallelt monterede plader, når den elektriske lysbue falder mellem disse plader, knuses den og slukkes.

3. Mærkning og karakteristika for afbrydere.

VA47-29- type og serie af afbrydere

Nominel strøm— den maksimale strøm i det elektriske netværk, ved hvilken afbryderen er i stand til at fungere i lang tid uden nødafbrydelse af kredsløbet.

Nominel spænding— den maksimale netspænding, som afbryderen er konstrueret til.

PKS— maksimal brydeevne for afbryderen. Denne figur viser den maksimale kortslutningsstrøm, der kan slukke for en given afbryder, mens dens funktionalitet bevares.

I vores tilfælde er PKS angivet til 4500 A (Ampere), dette betyder, at med en kortslutningsstrøm (kortslutning) mindre end eller lig med 4500 A, er afbryderen i stand til at åbne det elektriske kredsløb og forblive i god stand , hvis kortslutningsstrømmen. overstiger dette tal, er der mulighed for, at maskinens bevægelige kontakter smelter og svejser dem til hinanden.

Udløsende egenskaber— bestemmer afbryderbeskyttelsens funktionsområde samt den tid, hvor denne operation finder sted.

For eksempel, i vores tilfælde præsenteres en maskine med karakteristisk "C" dens svarområde er fra 5·I n til 10·I n inklusive. (I n - maskinens nominelle strøm), dvs. fra 5*32=160A til 10*32+320 betyder det, at vores maskine vil give øjeblikkelig afbrydelse af kredsløbet allerede ved strømme på 160 - 320 A.

4. Valg af afbryder

Valget af maskine udføres efter følgende kriterier:

— Efter antal poler: enkelt- og to-polet bruges til enfasede netværk, tre- og firepolede - i trefasede netværk.

— Ved nominel spænding: Strømafbryderens mærkespænding skal være større end eller lig med mærkespændingen for det kredsløb, den beskytter:

Unom. AB⩾ Unom. netværk

— Efter mærkestrøm:Den nødvendige mærkestrøm for afbryderen kan bestemmes på en af ​​følgende fire måder:

1. Med hjælp fra vores.
2. Med hjælp fra vores.
3. Ved hjælp af følgende tabel:

1. Beregn dig selv ved at bruge følgende metode:

Strømafbryderens mærkestrøm skal være større end eller lig med mærkestrømmen for det kredsløb, den beskytter, dvs. den strøm, som dette elektriske netværk er designet til:

jegnom. AB⩾ jegberegnet. netværk

Den beregnede strøm af det elektriske netværk (I-klassificeret netværk) kan bestemmes ved hjælp af vores, eller du kan selv beregne det ved hjælp af formlen:

jegberegnet. netværk= Pnetværk/(U netværk *K)

hvor: P netværk - netværkseffekt, Watt; U netværk - netværksspænding (220V eller 380V); K - koefficient (For et enkeltfaset netværk: K=1; For et trefaset netværk: K=1,73).

Netværkseffekt er defineret som summen af ​​effekten af ​​alle elektriske modtagere i huset:

Pnetværk=(P 1 + P 2 …+ Pn)*K s

Hvor: P1, P2, Pn— effekt af individuelle elektriske modtagere; K s— efterspørgselskoefficient (K c = fra 0,65 til 0,8), hvis kun 1 strømmodtager eller en gruppe strømmodtagere, der er tilsluttet netværket på samme tid, er tilsluttet netværket K c = 1.

Som netværksstrøm kan du også tage den maksimalt tilladte effekt til brug, for eksempel fra tekniske forhold, et projekt eller en eventuel strømforsyningskontrakt.

Efter beregning af netstrømmen tager vi den nærmeste større standardværdi for maskinens mærkestrøm: 4A, 5A, 6A, 8A, 10A, 13A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A osv.

BEMÆRK: Ud over den ovenfor beskrevne metode er det muligt at forenkle beregningen af ​​afbryderen til dette, du har brug for:

1. Bestem netværkseffekten i kiloWatt (1 kiloWatt=1000Watt) ved at bruge formlen ovenfor:

P netværk =(P1 + P2 ...+ Pn)*K s, kW

2. Bestem netværksstrømmen ved at gange den beregnede netværkseffekt med konverteringsfaktoren ( K p) lig med: 1,52 -til 380 Volt netværk el 4,55 — for et 220 volt netværk:

jegnetværk= Pnetværk*K s, Ampere

3. Det er alt. Nu, som i det foregående tilfælde, runder vi den resulterende værdi af netværksstrømmen til den nærmeste højere standardværdi af maskinens nominelle strøm.

Og afslutningsvis vælg svarkarakteristikken(se egenskabstabellen ovenfor). For eksempel, hvis vi skal installere en afbryder for at beskytte hele husets elektriske ledninger, vælger vi karakteristisk "C", hvis den elektriske belysning og stikkontaktgruppen er opdelt i to forskellige afbrydere, så kan vi installere en belysning; afbryder med karakteristik "B", og for stikkontakter - med karakteristik "C", hvis du har brug for en afbryder til at beskytte den elektriske motor, skal du vælge karakteristik "D".

Her er et eksempel på en beregning: Der er et hus, hvori der er følgende strømaftagere:

• Vaskemaskine med en effekt på 800 watt (W) (svarende til 0,8 kW)
• Mikrobølgeovn - 1200W
• Elektrisk ovn - 1500 W
• Køleskab - 300 W
• Computer - 400 W
• Elkedel - 1200W
• TV - 250W
• Elektrisk belysning - 360 W

Netspænding: 220 Volt

Lad os tage efterspørgselskoefficienten til at være 0,8

Så vil netværkseffekten være lig med:

10

En sikring er en elektrisk enhed, der beskytter det elektriske netværk mod nødsituationer forbundet med aktuelle parametre (strøm, spænding), der går ud over de specificerede grænser. Den enkleste sikring er et sikringsled.

Dette er en enhed forbundet i serie til det beskyttede kredsløb. Så snart strømmen i kredsløbet overstiger en forudbestemt, smelter ledningen, kontakten åbner, og den beskyttede del af kredsløbet forbliver således ubeskadiget. Ulempen ved denne beskyttelsesmetode er, at beskyttelsesanordningen er til engangsbrug. Udbrændt - skal udskiftes.

Afbryderanordning

Et lignende problem løses ved hjælp af såkaldte automatiske kontakter (AB). I modsætning til engangssikringer er automatiske maskiner ret komplekse enheder, når de skal vælges, skal der tages hensyn til flere parametre.

De er også forbundet i serie i kredsløbet. Når strømmen stiger, bryder strømafbryderen kredsløbet. Automatiske kontakter produceres i en lang række designs og med forskellige parametre. De mest almindelige maskiner i dag er dem til montering på en DIN-skinne (fig. 1).

AP-50 stormgeværer (fig. 3-5) og mange andre er almindeligt kendt fra sovjettiden. Maskinerne produceres med antallet af poler (linjer til tilslutning) fra en til fire. Samtidig kan to- og firepolede afbrydere omfatte ikke kun beskyttede, men også ubeskyttede kontaktgrupper, som normalt bruges til at bryde neutralen.

Sammensætning og struktur af AB

De fleste afbrydere inkluderer:

• manuel kontrolmekanisme (bruges til manuelt at tænde og slukke maskinen);
• skifteanordning (sæt af bevægelige og faste kontakter);
• lysbueslukningsanordninger (gitter af stålplader);
• udgivelser.

Lysbueslukningsanordninger sørger for slukning og udblæsning af lysbuen, som dannes, når de kontakter, som overstrømmen passerer, åbnes (fig. 2).

En udløser er en enhed (del af en maskine eller en ekstra enhed), der er mekanisk forbundet til AB-mekanismen og sikrer åbning af dens kontakter.

Afbryderen indeholder normalt to udløsere.

Den første udgivelse - reagerer på langvarig, men lille netværksoverbelastning (termisk frigivelse). Normalt er denne enhed baseret på en bimetallisk plade, som under påvirkning af en strøm, der passerer gennem den, gradvist opvarmes og ændrer sin konfiguration. Til sidst trykker hun ned på holdemekanismen, som udløser og åbner den fjederbelastede kontakt.

Den anden udgivelse er den såkaldte "elektromagnetiske". Det giver en hurtig reaktion fra AV'en på en kortslutning. Strukturelt er denne udløser en solenoide, inden i spolen, hvis spole er en fjederbelastet kerne med en stift, der hviler på en bevægelig strømkontakt.

Viklingen er forbundet i serie. Under en kortslutning stiger strømmen i den kraftigt, på grund af hvilken den magnetiske flux stiger. I dette tilfælde overvindes fjederens modstand, og kernen åbner kontakten.

AB parametre

Den første parameter er den nominelle spænding. Automatiske maskiner fremstilles kun til jævnstrøm og til veksel- og jævnstrøm. DC-afbrydere til almindelig brug er ret sjældne. I husholdnings- og industrinetværk bruges AV'er hovedsageligt til vekselstrøm og jævnstrøm. Oftest bruges AV'er med en nominel spænding på 400V, 50Hz.

Den anden parameter er den nominelle strøm (In). Dette er den driftsstrøm, som maskinen passerer gennem sig selv i en langtidstilstand. Det sædvanlige område af klassificeringer (i ampere) er 6-10-16-20-25-32-40-50-63.

Den tredje parameter er brudkapaciteten, den ultimative koblingskapacitet (UCC). Dette er den maksimale kortslutningsstrøm, ved hvilken maskinen kan åbne kredsløbet uden at blive ødelagt. Den sædvanlige serie af PKS-pasværdier (i kiloampere) er 4,5-6-10. Ved en spænding på 220 V svarer dette til en netværksmodstand (R=U/I) på 0,049 Ohm, 0,037 Ohm, 0,022 Ohm.

Som regel kan modstanden af ​​husholdnings elektriske ledninger nå 0,5 Ohm en kortslutningsstrøm på 10 kA er kun mulig i umiddelbar nærhed af en elektrisk understation. Derfor er de mest almindelige PKS 4,5 eller 6 kA. Afbrydere med PKS 10 kA bruges hovedsageligt i industrielle netværk.

Den fjerde parameter, der karakteriserer AB'en, er indstillingsstrømmen (indstillingen) for den termiske udløsning. Denne parameter for forskellige maskiner spænder fra 1,13 til 1,45 af mærkestrømmen. Vi bemærkede, at når den nominelle strøm passerer, er langtidsdrift af kredsløbet med AV garanteret.

Indstillingen af ​​den termiske udløsning er større end den nominelle værdi, det er den faktiske strøm, der når den indstillede værdi, der får maskinen til at slukke. Det skal bemærkes, at automatiske maskiner fra den sovjetiske periode sørger for manuel justering af den termiske beskyttelsesindstilling (fig. 5). Adgang til justeringsskruen er ikke mulig i maskiner installeret på en DIN-skinne.

Den femte parameter for afbryderen er indstillingsstrømmen for den elektromagnetiske udløser. Denne parameter bestemmer det overskydende multiplum af den nominelle strøm, ved hvilken AV'en vil fungere næsten øjeblikkeligt, idet den reagerer på en kortslutning.

En vigtig egenskab ved maskinen er responstidens afhængighed af strømmen (fig. 6). Denne afhængighed består af to zoner. Den første er ansvarsområdet for termisk beskyttelse. Dens ejendommelighed er et gradvist fald i den tid, det tager for strømmen at passere, før den snubler. Dette er forståeligt - jo højere strømmen er, jo hurtigere opvarmes bimetallpladen, og kontakten åbner.

Hvis strømmen er meget høj (kortslutning), udløses den elektromagnetiske udløsning næsten øjeblikkeligt (inden for 5-20 ms). Dette er den anden zone på vores diagram.

I henhold til indstillingen af ​​den elektromagnetiske udløsning er alle automatiske maskiner opdelt i flere typer:

• A Primært til beskyttelse af elektroniske kredsløb og langdistancekredsløb;
• B Til konventionelle belysningskredsløb;
• C Til kredsløb med moderate startstrømme (motorer og transformere til husholdningsapparater);
• D Til kredsløb med store induktive belastninger, til industrielle elektriske motorer;
• K Til induktive belastninger;
• Z Til elektroniske apparater.

De mest almindelige er B, C og D.

Karakteristisk B - bruges til netværk til generelle formål, især hvor det er nødvendigt at sikre beskyttelseselektivitet. Den elektromagnetiske udløser er konfigureret til at fungere ved et strømforhold på 3 til 5 i forhold til den nominelle værdi.

Ved tilslutning af rent aktive belastninger (glødepærer, varmelegemer...), er startstrømmene næsten lig med driftsstrømmene. Ved tilslutning af elektriske motorer (selv køleskabe og støvsugere) kan startstrømmene dog være betydelige og forårsage fejlbetjening af maskinen med den pågældende karakteristik.

De mest almindelige er automatiske maskiner med karakteristisk C. De er ret følsomme, og giver samtidig ikke falske alarmer ved start af motorer til husholdningsapparater. En sådan kontakt fungerer ved 5-10 gange den nominelle værdi. Sådanne maskiner betragtes som universelle og bruges overalt, herunder industrielle faciliteter.

Karakteristik D er indstillingen af ​​den elektromagnetiske udløser for 10 - 14 strømstyrker. Typisk er sådanne værdier nødvendige, når du bruger asynkrone motorer. Som regel anvendes afbrydere med karakteristik D i et tre- eller firepolet design for at beskytte industrielle netværk.

Når du bruger afbrydere sammen, skal du have en forståelse af begrebet selektiv beskyttelse. Konstruktionen af ​​selektiv beskyttelse sikrer, at afbrydere, der er placeret tættere på ulykkesstedet, udløses, mens kraftigere afbrydere, der er placeret tættere på spændingskilden, ikke bør fungere. For at opnå dette installeres mere følsomme og hurtigvirkende maskiner tættere på forbrugerne.

AB er en elektrisk koblingsenhed designet til at lede kredsløbsstrøm i normale tilstande og til automatisk at lukke elektriske installationer ned under overbelastninger og kortslutningsstrømme, for store spændingsfald og andre nødtilstande. Det er muligt at bruge enhederne til sjældent (6-30 gange om dagen) operationel til- og frakobling af kredsløb. Deres brug er mulig i netværk op til 1 kV.

AB'er er lavet en-, to-, tre- og firepolede. For at udføre beskyttelsesfunktioner er afbryderne udstyret med enten termiske (beskyttelse mod overbelastningsstrømme), eller elektromagnetiske (beskyttelse mod kortslutningsstrømme) eller kombinerede (termiske og elektromagnetiske) udløsninger. Virkningen af ​​termiske frigivelser af automatiske maskiner er baseret på brugen af ​​opvarmning af en bimetallisk plade lavet af et kryds mellem to metaller med forskellige termiske udvidelseskoefficienter. I en udløsning med en strøm, der overstiger designstrømmen, som den er valgt til, forlænges en af ​​pladerne mere, når den opvarmes, og på grund af dens større forlængelse påvirker den udløsende fjedermekanisme. Som et resultat åbner maskinens omskifteranordning. Denne udløser har høj termisk inerti, hvorfor den ikke kan beskytte forsyningsledningen eller asynkronmotoren mod kortslutningsstrømme. Dem. Varigheden af ​​kortslutningsstrømme er væsentligt mindre end responstiden for den termiske udløsning.

En elektromagnetisk udløser er en elektromagnet, der virker på en fjederudløsermekanisme. Hvis strømmen i spolen overstiger en bestemt forudindstillet værdi (driftsstrøm), så slukker den elektromagnetiske udløser ledningen øjeblikkeligt. Indstilling af udløseren til en given driftsstrøm kaldes den aktuelle indstilling. Den aktuelle indstilling af den elektromagnetiske udløser til øjeblikkelig drift kaldes cut-off. Afhængigt af tilstedeværelsen af ​​mekanismer, der regulerer responstiden for udgivelser, er AV'er opdelt i ikke-selektive med en driftstid på 0,02...0,1 s, selektive med en justerbar tidsforsinkelse og strømbegrænsende med en driftstid på ikke mere end 0,005 s.

AB'er er fremstillet med manuelle, elektromagnetiske og motoriske drev, i stationære eller tilbagetrækkelige versioner.

AB-kontaktsystemet til høje strømme er to-trins og består af hoved- og lysbueslukkende kontakter. Hovedkontakterne skal have lav kontaktmodstand, pga hovedstrømmen går gennem dem.

Generelt AB-enhed:

1 - plastkasse med eller uden dæksel; 2 - hovedkontakter (bevægelige og faste); 3 – bueslukkende kamre (2 fiberkinder og en række kobberplader); 4 - frigørelsesmekanisme; 5 - udgivelser; 6 - drev; 7 - frakobling af fjeder; 8 – hjælpekontakter.

14. Formål, generel udformning, funktionsprincip og typer af sikringer til spændinger op til 1 kV

En sikring er en elektrisk koblingsenhed designet til at afbryde det beskyttede kredsløb ved at ødelægge strømførende dele, der er specielt designet til dette formål under påvirkning af en strøm, der overstiger en vis værdi.

I de fleste sikringer afbrydes kredsløbet ved at smelte sikringsforbindelsen, som opvarmes af strømmen fra det beskyttede kredsløb, der strømmer gennem det. Jo større strømstrømmen er, jo kortere er smeltetiden for sikringsforbindelsen. Denne afhængighed kaldes sikringens beskyttende egenskab. For at reducere sikringens responstid bruges sikringer lavet af forskellige materialer (zink, kobber, aluminium, bly og sølv), specielle former, og den metallurgiske effekt bruges også.

Ved kortslutningsstrømme brænder smalle smelteområder på grund af svag varmeafledning fra dem i forhold til opvarmningstiden ud, før kortslutningsstrømmen når sin steady-state (i DC-kredsløb) eller stødværdi (i AC-kredsløb). Dem. sikringer har en strømbegrænsende effekt, hvor kortslutningsstrømmen er begrænset til værdien jeg GGR (2-5 gange).

Hovedelementerne i en sikring er: krop, sikringsindsats (sikringselement), kontaktdel, lysbueslukningsanordning og lysbueslukningsmiddel.

Sikringer er fremstillet til spændinger på 36, 220, 380, 660 V AC og 24, 110, 220, 440 V DC. Sikringselementer til forskellige mærkestrømme kan indsættes i samme sikringshus.

Sikringsforbindelser kan modstå strømme, der overstiger deres nominelle strømme med 30-50 % i en periode eller mere. Når de overstiger 60-100%, smelter de på mindre end en time.

Sikringstyper:

Bulk type PN-2. Tjener til at beskytte strømkredsløb op til 500 V AC og 440 V DC. De er lavet til mærkestrømme på 100-600 A. Det er et rektangulært porcelænsrør, fyldt indvendigt med tørt kvartssand. Det smeltelige led er svejset til skiverne på de indskårne kontaktknive. Hætter med asbestpakninger forsegler røret hermetisk. Smeltindsats - kobberstrimler med udskæringer og blikdråber i midten.

NPN-sikringer ligner PN, men har en ikke-adskillelig glaspatron uden kontaktblade og er designet til strømme op til 63 A. Sikringsleddet er en kobbertråd med en dråbe tin.

PR-2 type sikringer, som producerer op til 1000 A og er sammenklappelige. Sammensætningen indeholder en fiberpatron, og temperaturpåvirkningen på den forårsager intens slukning af lysbuen ved gasemissioner fra patronmaterialet. Sikringsled er en zinkplade med indsnævringer.

PP-31-seriens sikringer med aluminiumsindsatser til mærkestrømme på 63-1000 A er designet til at erstatte PN-2-seriens sikringer.

Fra begyndelsen af ​​fremkomsten af ​​elektricitet begyndte ingeniører at tænke på sikkerheden af ​​elektriske netværk og enheder fra nuværende overbelastninger. Som følge heraf er der designet mange forskellige enheder, som er kendetegnet ved pålidelig og højkvalitets beskyttelse. En af de seneste udviklinger er elektriske automatiske maskiner.

Denne enhed kaldes automatisk, fordi den er udstyret med en funktion til at slukke for strømmen i automatisk tilstand i tilfælde af kortslutning eller overbelastning. Konventionelle sikringer skal udskiftes med nye efter udløsning, og afbryderne kan tændes igen efter at have elimineret årsagerne til ulykken.

En sådan beskyttelsesanordning er nødvendig i ethvert elektrisk netværkskredsløb. En afbryder vil beskytte en bygning eller lokaler mod forskellige nødsituationer:

• Brande.
• Elektriske stød til en person.
• Elektriske ledningsfejl.

Typer og designfunktioner

Det er nødvendigt at kende oplysninger om eksisterende typer af afbrydere for korrekt at vælge den passende enhed under købet. Der er en klassificering af elektriske maskiner i henhold til flere parametre.

Brydeevne

Denne egenskab bestemmer den kortslutningsstrøm, ved hvilken maskinen vil åbne kredsløbet og derved slukke for netværket og enheder, der var tilsluttet netværket. Baseret på denne egenskab er maskiner opdelt i:

• 4500 ampere afbrydere bruges til at forhindre fejl i elledningerne i ældre beboelsesejendomme.
• Ved 6000 ampere bruges de til at forhindre ulykker under kortslutninger i netværket af huse i nye bygninger.
• Ved 10.000 ampere, brugt i industrien til at beskytte elektriske installationer. En strøm af denne størrelsesorden kan forekomme i umiddelbar nærhed af en transformerstation.

Afbryderen udløses, når der opstår en kortslutning, ledsaget af forekomsten af ​​en vis mængde strøm.

Maskinen beskytter elektriske ledninger mod beskadigelse af isolering ved høj strøm.

Antal stænger

Denne egenskab fortæller os om det største antal ledninger, der kan tilsluttes til maskinen for at yde beskyttelse. I tilfælde af et uheld afbrydes spændingen på disse poler.

Funktioner af maskiner med en stang

Sådanne elektriske afbrydere er de enkleste i design og tjener til at beskytte individuelle sektioner af netværket. To ledninger kan forbindes til en sådan afbryder: input og output.

Formålet med sådanne enheder er at beskytte elektriske ledninger mod overbelastning og kortslutning af ledninger. Den neutrale ledning er forbundet til den neutrale bus og omgår maskinen. Jordforbindelse tilsluttes separat.

Elektriske maskiner med en pol er ikke input, da når den er afbrudt, er fasen brudt, og den neutrale ledning forbliver forbundet til strømforsyningen. Dette giver ikke 100 % beskyttelse.

Egenskaber for maskiner med to poler

I tilfælde, hvor en nødsituation kræver fuldstændig afbrydelse af det elektriske netværk, anvendes strømafbrydere med to poler. De bruges som indledende. I nødsituationer eller ved kortslutning afbrydes alle elektriske ledninger på samme tid. Dette gør det muligt at udføre reparations- og vedligeholdelsesarbejde samt arbejde med tilslutning af udstyr, da fuldstændig sikkerhed er garanteret.

To-polet elektriske afbrydere bruges, når det er nødvendigt at have en separat afbryder til en enhed, der fungerer på et 220-volt netværk.

En maskine med to poler er forbundet til enheden ved hjælp af fire ledninger. Af disse kommer to fra strømforsyningen, og de to andre kommer fra den.

Tre-polet elektriske afbrydere

I et elektrisk netværk med tre faser anvendes 3-polede afbrydere. Jordingen efterlades ubeskyttet, og faselederne er forbundet til polerne.

Den tre-polede afbryder fungerer som input-enhed for alle trefasede belastningsforbrugere. Oftest bruges denne version af maskinen i industrielle forhold til at drive elektriske motorer.

Du kan tilslutte 6 ledere til maskinen, hvoraf tre er faser i det elektriske netværk, og de resterende tre kommer fra maskinen og er forsynet med beskyttelse.

Brug af en fire-polet afbryder

For at give beskyttelse til et trefaset netværk med et fireledersystem af ledere (for eksempel en elektrisk motor forbundet i et stjernekredsløb), bruges en 4-polet afbryder. Det spiller rollen som en input-enhed til et firtrådsnetværk.

Det er muligt at tilslutte otte ledere til enheden. På den ene side - tre faser og nul, på den anden side - output af tre faser med nul.

Tid-aktuel karakteristik

Når enheder, der forbruger elektricitet, og det elektriske netværk fungerer normalt, løber strømmen normalt. Dette fænomen gælder også for elektriske maskiner. Men hvis strømmen af ​​forskellige årsager stiger over den nominelle værdi, udløses afbryderen, og kredsløbet brydes.

Parameteren for denne operation kaldes tids-strømkarakteristikken for den elektriske maskine. Det er en afhængighed af maskinens driftstid og forholdet mellem den aktuelle strøm, der passerer gennem maskinen, og den nominelle strømværdi.

Betydningen af ​​denne egenskab ligger i, at den sikrer det mindste antal falske alarmer på den ene side, og der ydes strømbeskyttelse på den anden side.

I energibranchen er der situationer, hvor en kortvarig stigning i strømstyrken ikke er forbundet med en ulykke, og beskyttelsen bør ikke fungere. Det samme sker med elektriske maskiner.

Tid-strøm-karakteristikaene bestemmer, efter hvilket tidspunkt beskyttelsen vil fungere, og hvilke aktuelle parametre der opstår.

Elektriske maskiner mærket "B"

Automatiske kontakter med en egenskab betegnet med bogstavet "B" er i stand til at slukke på 5–20 sek. I dette tilfælde er den aktuelle værdi op til 5 nominelle aktuelle værdier. Sådanne modeller af maskiner bruges til at beskytte husholdningsapparater såvel som alle elektriske ledninger af lejligheder og huse.

Egenskaber for maskiner mærket "C"

Elektriske maskiner med denne markering kan slukke i et tidsinterval på 1 - 10 s, ved 10 gange den aktuelle belastning. Sådanne modeller bruges i mange områder, mest populære til huse, lejligheder og andre lokaler.

Betydningen af ​​mærkningen "D" på automatisk

Med denne klasse anvendes maskiner i industrien og fremstilles i form af 3-polede og 4-polede versioner. De bruges til at beskytte kraftige elektriske motorer og forskellige trefasede enheder. Deres driftstid er op til 10 sekunder, mens driftsstrømmen kan overstige den nominelle værdi med 14 gange. Dette gør det muligt at bruge det med den nødvendige effekt til at beskytte forskellige kredsløb.

Elektriske motorer med betydelig effekt er oftest forbundet gennem elektriske maskiner med karakteristisk "D".

Nominel strøm

Der er 12 versioner af maskinerne, som adskiller sig i egenskaberne af den nominelle driftsstrøm, fra 1 til 63 ampere. Denne parameter bestemmer den hastighed, hvormed maskinen slukker, når den aktuelle grænseværdi nås.

Ud fra denne egenskab vælges maskinen under hensyntagen til tværsnittet af trådkernerne og den tilladte strøm.

Driftsprincip for elektriske maskiner

Normal tilstand

Under normal drift af maskinen er kontrolhåndtaget spændt, strøm løber gennem strømkablet ved den øverste terminal. Dernæst løber strømmen til den faste kontakt, gennem den til den bevægelige kontakt og gennem en fleksibel ledning til magnetspolen. Efter det løber strømmen gennem ledningen til udgivelsens bimetalliske plade. Fra den går strømmen til den nedre terminal og videre til belastningen.

Overbelastningstilstand

Denne tilstand opstår, når maskinens mærkestrøm overskrides. Den bimetalliske plade opvarmes af en høj strøm, bøjer og åbner kredsløbet. Pladens handling kræver tid, hvilket afhænger af værdien af ​​den passerende strøm.

Afbryderen er en analog enhed. Der er visse vanskeligheder ved at sætte det op. Udløserens udløsningsstrøm justeres fra fabrikken med en speciel justeringsskrue. Efter at pladen er afkølet, kan maskinen fungere igen. Temperaturen på den bimetalliske strimmel afhænger af miljøet.

Frigivelsen virker ikke med det samme, hvilket tillader strømmen at vende tilbage til sin nominelle værdi. Hvis strømmen ikke falder, udløses udløseren. Overbelastning kan opstå på grund af kraftige enheder på linjen eller tilslutning af flere enheder på én gang.

Kortslutningstilstand

I denne tilstand stiger strømmen meget hurtigt. Magnetfeltet i magnetspolen flytter kernen, der aktiverer udløsningen og afbryder strømforsyningskontakterne, og fjerner derved nødbelastningen af ​​kredsløbet og beskytter netværket mod mulig brand og ødelæggelse.

En elektromagnetisk udløsning virker øjeblikkeligt, hvilket er anderledes end en termisk udløsning. Når kontakterne på driftskredsløbet åbner, fremkommer en elektrisk lysbue, hvis størrelse afhænger af strømmen i kredsløbet. Det forårsager ødelæggelse af kontakter. For at forhindre denne negative effekt laves en buesliske, som består af parallelle plader. I den falmer og forsvinder buen. De resulterende gasser udledes i et specielt hul.

Automatiske afbrydere er enheder, der er beregnet til beskyttende afbrydelse af jævn- og vekselstrømkredsløb i tilfælde af kortslutning, strømoverbelastning, spændingsfald eller tab. I modsætning til sikringer har automatiske kontakter en mere nøjagtig nedlukningsstrøm, kan bruges gentagne gange, og også i et trefaset design, når en sikring udløses, kan en af ​​faserne (en eller to) forblive strømførende, hvilket også er en nødtilstand drift (især når drevne trefasede elektriske motorer).

Strømafbrydere er klassificeret efter de funktioner, de udfører, såsom:

• Minimum og maksimum strøm maskiner;
• Minimumsspændingsafbrydere;
• Omvendt magt;

Vi vil se på princippet om en afbryders funktion ved at bruge eksemplet med en overstrømsafbryder. Dens diagram er vist nedenfor:

Hvor: 1 – elektromagnet, 2 – anker, 3, 7 – fjedre, 4 – akse som ankeret bevæger sig langs, 5 – lås, 6 – håndtag, 8 – kraftkontakt.

Når mærkestrømmen løber, fungerer systemet normalt. Så snart strømmen overstiger den tilladte indstillingsværdi, vil elektromagneten 1, der er forbundet i serie med kredsløbet, overvinde kraften fra tilbageholdelsesfjederen 3 og trække ankeret 2 tilbage, og dreje gennem aksen 4, vil låsen 5 frigive håndtaget 6 Så vil udløsningsfjederen 7 åbne strømkontakterne 8. En sådan maskine tændes manuelt.

I øjeblikket er der lavet automatiske maskiner, der har en nedlukningstid på 0,02 - 0,007 s for nedlukningsstrømme på 3000 - 5000 A.

Design af maksimalafbrydere

Der findes en del forskellige designs af afbrydere til både AC- og DC-kredsløb. På det seneste er automatafbrydere i små størrelser blevet meget udbredte, som er beregnet til beskyttelse mod kortslutninger og strømoverbelastninger af husholdnings- og industrinetværk i installationer med strømstyrke op til 50 A og spændinger op til 380 V.

Det vigtigste beskyttelsesudstyr i sådanne kontakter er bimetalliske eller elektromagnetiske elementer, der fungerer med en vis tidsforsinkelse, når de opvarmes. Automatiske maskiner, der indeholder en elektromagnet, har en ret høj driftshastighed, og denne faktor er meget vigtig i tilfælde af kortslutninger.

Nedenfor er en korkmaskine med en strøm på 6 A og en spænding på ikke over 250 V:

Hvor: 1 – elektromagnet, 2 – bimetalplade, 3, 4 – henholdsvis tænd- og slukknapper, 5 – udløser.

Den bimetalliske plade er ligesom elektromagneten forbundet i serie til kredsløbet. Hvis der løber mere end nominel strøm gennem afbryderen, begynder pladen at varme op. Ved længere tids overskudsstrøm deformeres plade 2 som følge af opvarmning, og påvirker udløsermekanismen 5. Hvis der opstår en kortslutning i kredsløbet, vil elektromagnet 1 øjeblikkeligt trække kernen tilbage og derved også påvirke udløsningen, hvilket vil åbne kredsløbet. Også denne type maskine slukkes manuelt ved at trykke på knap 4, og tændes kun manuelt ved at trykke på knap 3. Udløsermekanismen er lavet i form af et brydegreb eller en lås. Maskinens kredsløbsdiagram er vist nedenfor:

Hvor: 1 – elektromagnet, 2 – bimetalplade.

Driftsprincippet for trefasede afbrydere er praktisk talt ikke forskelligt fra enfasede. Trefaseafbrydere er udstyret med specielle lysbuer eller spoler, afhængigt af enhedernes effekt.

Nedenfor er en video, der beskriver betjeningen af ​​afbryderen: