¿Qué es un disyuntor?
Cortacircuitos(automático) es un dispositivo de conmutación diseñado para proteger la red eléctrica de sobrecorrientes, es decir. de cortocircuitos y sobrecargas.
La definición de "conmutación" significa que este dispositivo puede encender y apagar circuitos eléctricos, en otras palabras, encenderlos.
Los disyuntores automáticos vienen con un disparador electromagnético que protege el circuito eléctrico contra cortocircuitos y un disparador combinado, cuando además del disparador electromagnético se utiliza un disparador térmico para proteger el circuito contra sobrecargas.
Nota: De acuerdo con los requisitos del PUE, las redes eléctricas domésticas deben protegerse tanto de cortocircuitos como de sobrecargas, por lo que para proteger el cableado eléctrico doméstico se deben utilizar disyuntores con disparo combinado.
Los interruptores automáticos se dividen en unipolares (utilizados en redes monofásicas), bipolares (utilizados en redes monofásicas y bifásicas) y tripolares (utilizados en redes trifásicas), también los hay de cuatro disyuntores de polos (se pueden utilizar en redes trifásicas con sistema de puesta a tierra TN-S).
Diseño y principio de funcionamiento de un disyuntor.
La siguiente figura muestra dispositivo disyuntor con una liberación combinada, es decir que tiene una liberación tanto electromagnética como térmica.
1,2 - terminales de tornillo superior e inferior respectivamente para conectar el cable
3 - contacto móvil; 4—cámara de arco; 5 - conductor flexible (utilizado para conectar partes móviles del disyuntor); 6 - bobina de liberación electromagnética; 7 - núcleo del disparador electromagnético; 8 — liberación térmica (placa bimetálica); 9 — mecanismo de liberación; 10 — palanca de mando; 11 — abrazadera (para montar la máquina en un carril DIN).
Las flechas azules en la figura muestran la dirección del flujo de corriente a través del disyuntor.
Los elementos principales del disyuntor son disparadores electromagnéticos y térmicos:
Liberación electromagnética Proporciona protección del circuito eléctrico contra corrientes de cortocircuito. Es una bobina (6) con un núcleo (7) ubicado en su centro, que está montado sobre un resorte especial. En funcionamiento normal, la corriente que pasa a través de la bobina según la ley de la inducción electromagnética crea un campo electromagnético que atrae el núcleo. dentro de la bobina, pero la fuerza de este campo electromagnético no es suficiente para superar la resistencia del resorte en el que está instalado el núcleo.
Durante un cortocircuito, la corriente en el circuito eléctrico aumenta instantáneamente a un valor varias veces mayor que la corriente nominal del disyuntor; esta corriente de cortocircuito, al pasar a través de la bobina del disparador electromagnético, aumenta el campo electromagnético que actúa sobre el núcleo. a tal valor que su fuerza de retracción sea suficiente para superar la resistencia de los resortes, moviéndose dentro de la bobina, el núcleo abre el contacto móvil del disyuntor, desenergizando el circuito:
En caso de cortocircuito (es decir, con un aumento instantáneo de la corriente varias veces), el disparador electromagnético desconecta el circuito eléctrico en una fracción de segundo.
Liberación térmica Proporciona protección del circuito eléctrico contra corrientes de sobrecarga. La sobrecarga puede ocurrir cuando los equipos eléctricos se conectan a la red con una potencia total que excede la carga permitida de esta red, lo que a su vez puede provocar el sobrecalentamiento de los cables, la destrucción del aislamiento del cableado eléctrico y su falla.
El disparador térmico es una placa bimetálica (8). Placa bimetálica: esta placa está soldada a partir de dos placas de diferentes metales (metal “A” y metal “B” en la figura siguiente) que tienen diferentes coeficientes de expansión cuando se calientan.
Cuando una corriente que excede la corriente nominal del disyuntor pasa a través de la placa bimetálica, la placa comienza a calentarse, mientras que el metal "B" tiene un coeficiente de expansión más alto cuando se calienta, es decir, cuando se calienta, se expande más rápido que el metal “A”, lo que provoca la curvatura de la placa bimetálica; al doblarse, afecta el mecanismo de liberación (9), que abre el contacto móvil (3).
El tiempo de respuesta del disparador térmico depende de la cantidad de exceso de corriente en la red eléctrica de la corriente nominal de la máquina; cuanto mayor sea este exceso, más rápido funcionará el disparador.
Como regla general, el disparador térmico funciona a corrientes 1,13-1,45 veces superiores a la corriente nominal del disyuntor, mientras que a una corriente 1,45 veces superior a la corriente nominal, el disparador térmico apagará el disyuntor en 45 minutos - 1 hora.
Siempre que se apaga el disyuntor bajo carga, se forma un arco eléctrico en el contacto móvil (3), que tiene un efecto destructivo en el contacto mismo, y cuanto mayor es la corriente conmutada, más potente es el arco eléctrico y mayor es su efecto destructivo. efecto. Para minimizar el daño causado por un arco eléctrico en un disyuntor, se dirige a la cámara de extinción de arco (4), que consta de placas separadas instaladas en paralelo; cuando el arco eléctrico cae entre estas placas, se aplasta y se extingue.
3. Marcado y características de los disyuntores.
VA47-29- tipo y serie de disyuntor
Corriente nominal— la corriente máxima de la red eléctrica a la que el disyuntor es capaz de funcionar durante un tiempo prolongado sin una parada de emergencia del circuito.
Tensión nominal— la tensión máxima de red para la que está diseñado el disyuntor.
PKS— capacidad de corte última del disyuntor. Esta figura muestra la corriente máxima de cortocircuito que puede apagar un disyuntor determinado manteniendo su funcionalidad.
En nuestro caso, el PKS está indicado en 4500 A (Amperios), esto significa que con una corriente de cortocircuito (cortocircuito) menor o igual a 4500 A, el disyuntor es capaz de abrir el circuito eléctrico y permanecer en buen estado. , si la corriente de cortocircuito. excede esta cifra, existe la posibilidad de que los contactos móviles de la máquina se fundan y se suelden entre sí.
Características desencadenantes— determina el rango de funcionamiento de la protección del disyuntor, así como el tiempo durante el cual se produce esta operación.
Por ejemplo, en nuestro caso se presenta una máquina con característica “C”, su rango de respuesta es de 5·In a 10·In inclusive. (I n - corriente nominal de la máquina), es decir de 5*32=160A a 10*32+320, esto significa que nuestra máquina desconectará instantáneamente el circuito ya con corrientes de 160 - 320 A.
4. Seleccionar un disyuntor
La elección de la máquina se realiza según los siguientes criterios:
— Por número de polos: los unipolares y bipolares se utilizan para redes monofásicas, tripolares y tetrapolares, en redes trifásicas.
— Por tensión nominal: La tensión nominal del disyuntor debe ser mayor o igual a la tensión nominal del circuito que protege:
Ud.nom. AB⩾ Ud.nom. redes
— Por corriente nominal:La corriente nominal requerida del disyuntor se puede determinar de una de las cuatro formas siguientes:
- Con la ayuda de nuestro.
- Con la ayuda de nuestro.
- Usando la siguiente tabla:
- Calcule usted mismo utilizando el siguiente método:
La corriente nominal del disyuntor debe ser mayor o igual a la corriente nominal del circuito que protege, es decir la corriente para la que está diseñada esta red eléctrica:
Inom. AB⩾ Icalc. redes
La corriente calculada de la red eléctrica (red nominal I) se puede determinar usando la nuestra, o puede calcularla usted mismo usando la fórmula:
Icalc. redes= PAGredes/(Red U *K)
donde: Red P - potencia de la red, Watt; Red U: voltaje de red (220 V o 380 V); K - coeficiente (Para red monofásica: K=1; Para red trifásica: K=1,73).
La potencia de la red se define como la suma de las potencias de todos los receptores eléctricos de la casa:
PAGredes=(PAG 1 + PAG 2 …+ pn)*K s
Dónde: P1, P2, Pn— potencia de los receptores eléctricos individuales; ks— coeficiente de demanda (K c = de 0,65 a 0,8) si solo está conectado a la red 1 receptor de energía o un grupo de receptores de energía que están conectados a la red al mismo tiempo K c = 1.
Como potencia de la red también se puede tomar la potencia máxima permitida para su uso, por ejemplo, de las condiciones técnicas, de un proyecto o de un contrato de suministro eléctrico, en su caso.
Después de calcular la corriente de red, tomamos el mayor más cercano. Valor estándar de la corriente nominal de la máquina.: 4A, 5A, 6A, 8A, 10A, 13A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A, etc.
NOTA: Además del método descrito anteriormente, es posible simplificar el cálculo del disyuntor, para ello se necesita:
- Determine la potencia de la red en kilovatios (1 kilovatio = 1000 vatios) utilizando la fórmula anterior:
P red =(P 1 + P 2 ...+ P n)*K s, kilovatios
2. Determine la corriente de la red multiplicando la potencia de la red calculada por el factor de conversión ( kp) igual: 1,52 -para red de 380 Voltios o 4,55 — para una red de 220 voltios:
Iredes= PAGredes*Kp, amperio
3. Eso es todo. Ahora, como en el caso anterior, redondeamos el valor resultante de la corriente de la red al valor estándar superior más cercano de la corriente nominal de la máquina.
Y en conclusión seleccione la característica de respuesta(ver tabla de características arriba). Por ejemplo, si necesitamos instalar un disyuntor para proteger el cableado eléctrico de toda la casa, seleccionamos la característica “C”; si el grupo de iluminación eléctrica y enchufes están divididos en dos disyuntores diferentes, entonces para la iluminación podemos instalar un disyuntor con característica "B", y para enchufes - con característica "C", si necesita un disyuntor para proteger el motor eléctrico, seleccione la característica "D".
A continuación se muestra un ejemplo de un cálculo: Existe una vivienda en la que se encuentran los siguientes pantógrafos:
- Lavadora con una potencia de 800 vatios (W) (igual a 0,8 kW)
- Horno microondas - 1200W
- Horno eléctrico - 1500 W
- Frigorífico - 300 W
- Computadora - 400 W
- Hervidor eléctrico - 1200W
- Televisor - 250W
- Iluminación eléctrica - 360 W
Tensión de red: 220 voltios
Tomemos el coeficiente de demanda como 0,8.
Entonces la potencia de la red será igual a:
10Un fusible es un dispositivo eléctrico que protege la red eléctrica de situaciones de emergencia asociadas con parámetros actuales (corriente, voltaje) que superan los límites especificados. El fusible más simple es un eslabón fusible.
Este es un dispositivo conectado en serie al circuito protegido. Tan pronto como la corriente en el circuito excede un valor predeterminado, el cable se funde, el contacto se abre y la sección protegida del circuito permanece intacta. La desventaja de este método de protección es que el dispositivo de protección es desechable. Quemado - necesita ser reemplazado.
Dispositivo disyuntor
Un problema similar se resuelve utilizando los llamados interruptores automáticos (AB). A diferencia de los fusibles desechables, las máquinas automáticas son dispositivos bastante complejos, al elegirlos se deben tener en cuenta varios parámetros.
También están conectados en serie en el circuito. Cuando la corriente aumenta, el disyuntor rompe el circuito. Los interruptores automáticos se fabrican en una amplia variedad de diseños y con diferentes parámetros. Las máquinas más habituales hoy en día son las de montaje sobre carril DIN (Fig. 1).
Los rifles de asalto AP-50 (Fig. 3-5) y muchos otros son ampliamente conocidos desde la época soviética. Las máquinas se fabrican con un número de polos (líneas de conexión) de uno a cuatro. Al mismo tiempo, los disyuntores de dos y cuatro polos pueden incluir no solo grupos de contactos protegidos, sino también desprotegidos, que generalmente se utilizan para romper el neutro.
Composición y estructura de AB.
La mayoría de los disyuntores incluyen:
- mecanismo de control manual (utilizado para encender y apagar manualmente la máquina);
- dispositivo de conmutación (conjunto de contactos fijos y móviles);
- dispositivos de extinción de arco (rejilla de placas de acero);
- lanzamientos.
Los dispositivos de extinción de arco proporcionan extinción y soplado del arco, que se forma cuando se abren los contactos a través de los cuales pasa la sobrecorriente (Fig.2)
Un disparador es un dispositivo (parte de una máquina o un dispositivo adicional) conectado mecánicamente al mecanismo AB y asegurando la apertura de sus contactos.
El disyuntor suele contener dos disparadores.
La primera liberación: reacciona a una sobrecarga de red pequeña pero a largo plazo (liberación térmica). Por lo general, este dispositivo se basa en una placa bimetálica que, bajo la influencia de una corriente que la atraviesa, se calienta gradualmente y cambia su configuración. Finalmente, presiona hacia abajo el mecanismo de retención, que libera y abre el contacto accionado por resorte.
La segunda versión es la llamada "electromagnética". Proporciona una respuesta rápida del AV ante un cortocircuito. Estructuralmente, este disparador es un solenoide, dentro de cuya bobina hay un núcleo cargado por resorte con un pasador que descansa sobre un contacto de potencia móvil.
El devanado está conectado en serie. Durante un cortocircuito, la corriente en él aumenta bruscamente, por lo que aumenta el flujo magnético. En este caso, se supera la resistencia del resorte y el núcleo abre el contacto.
Parámetros AB
El primer parámetro es la tensión nominal. Las máquinas automáticas se fabrican únicamente para corriente continua y para corriente alterna y continua. Los disyuntores de CC para uso general son bastante raros. En redes domésticas e industriales, los AV se utilizan principalmente para corriente alterna y continua. La mayoría de las veces se utilizan AV con una tensión nominal de 400 V, 50 Hz.
El segundo parámetro es la corriente nominal (In). Esta es la corriente de funcionamiento que la máquina pasa a través de sí misma en modo a largo plazo. El rango habitual de clasificaciones (en amperios) es 6-10-16-20-25-32-40-50-63.
El tercer parámetro es la capacidad de corte, la capacidad de conmutación última (UCC). Esta es la corriente máxima de cortocircuito a la que la máquina puede abrir el circuito sin destruirse. La serie habitual de valores del pasaporte PKS (en kiloamperios) es 4,5-6-10. Con una tensión de 220 V, esto corresponde a una resistencia de red (R=U/I) de 0,049 ohmios, 0,037 ohmios, 0,022 ohmios.
Como regla general, la resistencia de los cables eléctricos domésticos puede alcanzar los 0,5 ohmios; una corriente de cortocircuito de 10 kA sólo es posible en las inmediaciones de una subestación eléctrica. Por tanto, las PKS más habituales son las de 4,5 o 6 kA. Los disyuntores con PKS 10 kA se utilizan principalmente en redes industriales.
El cuarto parámetro que caracteriza al AB es la corriente de configuración (configuración) de la liberación térmica. Este parámetro para varias máquinas oscila entre 1,13 y 1,45 de la corriente nominal. Notamos que cuando pasa la corriente nominal, se garantiza el funcionamiento a largo plazo del circuito con AV.
El ajuste de la liberación térmica es mayor que el valor nominal; es la corriente real que alcanza el valor establecido lo que hará que la máquina se apague. Cabe señalar que las máquinas automáticas del período soviético permiten el ajuste manual de la configuración de protección térmica (Fig. 5). El acceso al tornillo de ajuste no es posible en máquinas instaladas sobre carril DIN.
El quinto parámetro del disyuntor es la corriente de ajuste del disparador electromagnético. Este parámetro determina el múltiplo del exceso de la corriente nominal a la que el AV funcionará casi instantáneamente, reaccionando ante un cortocircuito.
Una característica importante de la máquina es la dependencia del tiempo de respuesta de la corriente (Fig. 6). Esta dependencia consta de dos zonas. El primero es el área de responsabilidad de la protección térmica. Su peculiaridad es una disminución gradual del tiempo que tarda la corriente en pasar antes de dispararse. Esto es comprensible: cuanto mayor es la corriente, más rápido se calienta la placa bimetálica y se abre el contacto.
Si la corriente es muy alta (cortocircuito), la liberación electromagnética se activa casi instantáneamente (entre 5 y 20 ms). Esta es la segunda zona de nuestro gráfico.
Según la configuración del disparador electromagnético, todas las máquinas automáticas se dividen en varios tipos:
- A Principalmente para proteger circuitos electrónicos y circuitos de larga distancia;
- B Para circuitos de iluminación convencionales;
- C Para circuitos con corrientes de arranque moderadas (motores y transformadores de electrodomésticos);
- D Para circuitos con grandes cargas inductivas, para motores eléctricos industriales;
- K Para cargas inductivas;
- Z Para dispositivos electrónicos.
Los más comunes son B, C y D.
Característica B: se utiliza para redes de uso general, especialmente cuando es necesario garantizar la selectividad de la protección. El disparador electromagnético está configurado para funcionar con una relación de corriente de 3 a 5 con respecto al valor nominal.
Al conectar cargas puramente activas (bombillas incandescentes, calefactores...), las corrientes de arranque son casi iguales a las corrientes de funcionamiento. Sin embargo, al conectar motores eléctricos (incluso frigoríficos y aspiradoras), las corrientes de arranque pueden ser importantes y provocar un falso funcionamiento de la máquina con la característica en cuestión.
Las más comunes son las máquinas automáticas con característica C. Son bastante sensibles y al mismo tiempo no dan falsas alarmas al arrancar motores de electrodomésticos. Un interruptor de este tipo funciona entre 5 y 10 veces el valor nominal. Estas máquinas se consideran universales y se utilizan en todas partes, incluidas las instalaciones industriales.
La característica D es la configuración del disparador electromagnético para 10 - 14 clasificaciones de corriente. Normalmente, estos valores son necesarios cuando se utilizan motores asíncronos. Como regla general, los disyuntores con característica D se utilizan en versión tripolar o tetrapolar para proteger redes industriales.
Al utilizar disyuntores juntos, es necesario comprender el concepto de protección selectiva. La construcción de protección selectiva garantiza que los disyuntores ubicados más cerca del lugar del accidente se activen, mientras que los disyuntores más potentes ubicados más cerca de la fuente de voltaje no deberían funcionar. Para lograrlo, se instalan máquinas más sensibles y de acción rápida más cerca de los consumidores.
AB es un dispositivo de conmutación eléctrica diseñado para conducir la corriente del circuito en modos normales y para apagar automáticamente las instalaciones eléctricas durante sobrecargas y corrientes de cortocircuito, caídas excesivas de voltaje y otros modos de emergencia. Es posible utilizar los dispositivos para encendido y apagado operativo poco frecuente (6-30 veces al día). Su uso es posible en redes de hasta 1 kV.
Los AB se fabrican con uno, dos, tres y cuatro polos. Para realizar funciones de protección, los disyuntores están equipados con disparadores térmicos (protección contra corrientes de sobrecarga), electromagnéticos (protección contra corrientes de cortocircuito) o combinados (térmicos y electromagnéticos). La acción de las liberaciones térmicas de las máquinas automáticas se basa en el uso del calentamiento de una placa bimetálica formada por la unión de dos metales con diferentes coeficientes de expansión térmica. En un disparador con una corriente superior a la corriente de diseño para la que se selecciona, una de las placas se alarga más al calentarse y, por su mayor alargamiento, afecta al mecanismo del resorte de disparo. Como resultado, se abre el dispositivo de conmutación de la máquina. Este disparador tiene una alta inercia térmica, por lo que no puede proteger la línea de alimentación o el motor asíncrono de corrientes de cortocircuito. Aquellos. La duración de las corrientes de cortocircuito es significativamente menor que el tiempo de respuesta de la liberación térmica.
Un disparador electromagnético es un electroimán que actúa sobre un mecanismo de disparo por resorte. Si la corriente en la bobina supera un determinado valor preestablecido (corriente de funcionamiento), el disparador electromagnético desconecta la línea instantáneamente. Configurar el disparador a una corriente operativa determinada se llama configuración actual. La configuración actual del disparador electromagnético para funcionamiento instantáneo se denomina corte. Dependiendo de la presencia de mecanismos que regulan el tiempo de respuesta de los disparos, los AV se dividen en no selectivos con un tiempo de funcionamiento de 0,02...0,1 s, selectivos con un retardo de tiempo ajustable y limitadores de corriente con un tiempo de funcionamiento no superior. de 0,005 s.
Los AB se fabrican con accionamientos manuales, electromagnéticos y motorizados, en versión estacionaria o retráctil.
El sistema de contactos AB para altas corrientes es de dos etapas y consta de contactos principales y de extinción de arco. Los contactos principales deben tener una resistencia de contacto baja, porque la corriente principal pasa a través de ellos.
Dispositivo AB general:
1 – estuche de plástico con o sin tapa; 2 – contactos principales (móviles y fijos); 3 – cámaras de extinción de arco (2 mejillas de fibra y una fila de placas de cobre); 4 – mecanismo de liberación libre; 5 – lanzamientos; 6 – conducir; 7 – resorte de desconexión; 8 – contactos auxiliares.
14. Objeto, diseño general, principio de funcionamiento y tipos de fusibles para tensiones de hasta 1 kV.
Un fusible es un dispositivo de conmutación eléctrica diseñado para desconectar el circuito protegido destruyendo partes vivas especialmente diseñadas para este propósito bajo la influencia de una corriente que excede un cierto valor.
En la mayoría de los fusibles, el circuito se desconecta derritiendo el eslabón fusible, que se calienta con la corriente del circuito protegido que fluye a través de él. Cuanto mayor sea el flujo de corriente, más corto será el tiempo de fusión del eslabón fusible. Esta dependencia se denomina característica protectora del fusible. Para reducir el tiempo de respuesta del fusible se utilizan fusibles de diversos materiales (zinc, cobre, aluminio, plomo y plata), formas especiales y también se aprovecha el efecto metalúrgico.
Con corrientes de cortocircuito, las áreas de fusión estrechas, debido a la débil eliminación de calor de ellas en comparación con el tiempo de calentamiento, se queman antes de que la corriente de cortocircuito alcance su valor de estado estable (en circuitos de CC) o de choque (en circuitos de CA). Aquellos. Los fusibles tienen un efecto limitador de corriente, en el que la corriente de cortocircuito se limita al valor i GGR (2-5 veces).
Los elementos principales de un fusible son: cuerpo, inserto de fusible (elemento fusible), parte de contacto, dispositivo de extinción de arco y medio de extinción de arco.
Los fusibles se fabrican para tensiones de 36, 220, 380, 660 V CA y 24, 110, 220, 440 V CC. Se pueden insertar elementos fusibles para diferentes corrientes nominales en el mismo cuerpo de fusible.
Los cartuchos fusibles pueden soportar corrientes que exceden sus corrientes nominales entre un 30% y un 50% durante una hora o más. Cuando superan el 60-100% se funden en menos de una hora.
Tipos de fusibles:
Tipo a granel PN-2. Sirven para proteger circuitos de alimentación de hasta 500 V AC y 440 V DC. Están fabricados para corrientes nominales de 100-600 A. Es un tubo rectangular de porcelana, relleno por dentro con arena de cuarzo seca. El eslabón fusible está soldado a las arandelas de las cuchillas de contacto de corte. Tapones con juntas de amianto cierran herméticamente el tubo. Eslabón fusible: tiras de cobre con recortes y gotas de estaño en el medio.
Los fusibles NPN son similares a los PN, pero tienen un cartucho de vidrio no separable sin láminas de contacto y están diseñados para corrientes de hasta 63 A. El fusible es un cable de cobre con una gota de estaño.
Fusibles tipo PR-2, que producen hasta 1000 A y son abatibles. La composición contiene un cartucho de fibra y el efecto de la temperatura sobre él provoca una intensa extinción del arco mediante emisiones de gas del material del cartucho. El eslabón fusible es una placa de zinc con restricciones.
Los fusibles de la serie PP-31 con inserciones de aluminio para corrientes nominales de 63-1000 A están diseñados para reemplazar los fusibles de la serie PN-2.
Desde el comienzo de la aparición de la electricidad, los ingenieros comenzaron a pensar en la seguridad de las redes y dispositivos eléctricos contra sobrecargas de corriente. Como resultado, se han diseñado muchos dispositivos diferentes que se distinguen por una protección confiable y de alta calidad. Uno de los últimos avances son las máquinas automáticas eléctricas.
Este dispositivo se llama automático porque está equipado con una función para apagar la alimentación en modo automático en caso de cortocircuito o sobrecarga. Los fusibles convencionales deben reemplazarse por otros nuevos después de dispararse, y los disyuntores se pueden volver a encender después de eliminar las causas del accidente.
Un dispositivo de protección de este tipo es necesario en cualquier circuito de red eléctrica. Un disyuntor protegerá un edificio o local de diversas situaciones de emergencia:
- Incendios.
- Descargas eléctricas a una persona.
- Fallas en el cableado eléctrico.
Tipos y características de diseño.
Es necesario conocer información sobre los tipos de disyuntores existentes para poder seleccionar correctamente el dispositivo adecuado durante la compra. Existe una clasificación de las máquinas eléctricas según varios parámetros.
Capacidad de Interrupción
Esta propiedad determina la corriente de cortocircuito a la que la máquina abrirá el circuito, apagando así la red y los dispositivos que estaban conectados a la red. Según esta propiedad, las máquinas se dividen en:
- Los disyuntores de 4500 amperios se utilizan para evitar fallas en las líneas eléctricas de edificios residenciales más antiguos.
- Con una potencia de 6000 amperios, se utilizan para prevenir accidentes durante cortocircuitos en la red de viviendas en edificios nuevos.
- De 10.000 amperios, se utiliza en la industria para proteger instalaciones eléctricas. En las inmediaciones de una subestación puede producirse una corriente de esta magnitud.
El disyuntor se dispara cuando se produce un cortocircuito, acompañado de la aparición de una cierta cantidad de corriente.
La máquina protege el cableado eléctrico contra daños al aislamiento por alta corriente.
Número de polos
Esta propiedad nos informa sobre la mayor cantidad de cables que se pueden conectar a la máquina para brindar protección. En caso de accidente, se desconecta la tensión en estos polos.
Características de las máquinas con un polo.
Estos disyuntores eléctricos tienen el diseño más simple y sirven para proteger secciones individuales de la red. Se pueden conectar dos cables a dicho disyuntor: entrada y salida.
El propósito de tales dispositivos es proteger el cableado eléctrico de sobrecargas y cortocircuitos de cables. El cable neutro está conectado al bus neutro, sin pasar por la máquina. La conexión a tierra se conecta por separado.
Las máquinas eléctricas de un polo no entran en entrada, ya que al desconectarla se rompe la fase y el cable neutro aún permanece conectado a la fuente de alimentación. Esto no proporciona una protección del 100%.
Propiedades de las máquinas con dos polos.
En los casos en que una emergencia requiera la desconexión total de la red eléctrica, se utilizan disyuntores de dos polos. Se utilizan como introductorios. En situaciones de emergencia o en caso de cortocircuito, todo el cableado eléctrico se desconecta al mismo tiempo. Esto permite realizar trabajos de reparación y mantenimiento, así como trabajos de conexión de equipos, ya que se garantiza total seguridad.
Los disyuntores eléctricos bipolares se utilizan cuando es necesario tener un interruptor separado para un dispositivo que funciona en una red de 220 voltios.
Una máquina de dos polos se conecta al dispositivo mediante cuatro cables. De ellos dos provienen de la fuente de alimentación, y los otros dos provienen de ella.
Disyuntores eléctricos tripolares
En una red eléctrica trifásica se utilizan disyuntores tripolares. La puesta a tierra se deja desprotegida y los conductores de fase se conectan a los polos.
El disyuntor tripolar sirve como dispositivo de entrada para cualquier consumidor de carga trifásica. Muy a menudo, esta versión de la máquina se utiliza en condiciones industriales para alimentar motores eléctricos.
A la máquina se pueden conectar 6 conductores, tres de los cuales son fases de la red eléctrica, y los otros tres procedentes de la máquina y provistos de protección.
Usando un disyuntor de cuatro polos
Para brindar protección a una red trifásica con un sistema de conductores de cuatro hilos (por ejemplo, un motor eléctrico conectado en un circuito en estrella), se utiliza un disyuntor de 4 polos. Desempeña el papel de un dispositivo de entrada para una red de cuatro hilos.
Es posible conectar ocho conductores al dispositivo. Por un lado, tres fases y cero, por otro lado, la salida de tres fases con cero.
Característica tiempo-corriente
Cuando los dispositivos que consumen electricidad y la red eléctrica funcionan con normalidad, la corriente fluye con normalidad. Este fenómeno también se aplica a las máquinas eléctricas. Pero, si la corriente aumenta por diversas razones por encima del valor nominal, el disyuntor se activa y el circuito se interrumpe.
El parámetro de esta operación se denomina característica tiempo-corriente de la máquina eléctrica. Es una dependencia del tiempo de funcionamiento de la máquina y de la relación entre la corriente real que pasa por la máquina y el valor de corriente nominal.
La importancia de esta característica radica en que, por un lado, garantiza el menor número de falsas alarmas y, por otro, proporciona protección contra la corriente.
En la industria energética, hay situaciones en las que un aumento de corriente a corto plazo no está asociado con una emergencia y la protección no debería funcionar. Lo mismo ocurre con las máquinas eléctricas.
Las características de tiempo-corriente determinan después de qué tiempo funcionará la protección y qué parámetros de corriente surgirán.
Máquinas eléctricas marcadas con “B”
Los interruptores automáticos con una propiedad designada con la letra "B" pueden apagarse en 5 a 20 s. En este caso, el valor actual es de hasta 5 valores actuales nominales. Estos modelos de máquinas se utilizan para proteger los electrodomésticos, así como todo el cableado eléctrico de apartamentos y casas.
Propiedades de las máquinas marcadas con “C”
Las máquinas eléctricas con esta marca pueden apagarse en un intervalo de tiempo de 1 a 10 s, con 10 veces la carga actual. Estos modelos se utilizan en muchas áreas, siendo los más populares en casas, apartamentos y otros locales.
El significado de la marca ".D" en automático
Las máquinas automáticas de esta clase se utilizan en la industria y se fabrican en versiones de 3 y 4 polos. Se utilizan para proteger potentes motores eléctricos y diversos dispositivos trifásicos. Su tiempo de operación es de hasta 10 segundos, mientras que la corriente de operación puede exceder el valor nominal en 14 veces. Esto permite utilizarlo con el efecto necesario para proteger varios circuitos.
Los motores eléctricos de gran potencia suelen estar conectados a través de máquinas eléctricas con característica "D".
Corriente nominal
Hay 12 versiones de máquinas, que se diferencian por las características de la corriente nominal de funcionamiento, de 1 a 63 amperios. Este parámetro determina la velocidad a la que la máquina se apaga cuando se alcanza el valor límite actual.
En base a esta propiedad, la máquina se selecciona teniendo en cuenta la sección transversal de los núcleos de los cables y la corriente permitida.
Principio de funcionamiento de las máquinas eléctricas.
Modo normal
Durante el funcionamiento normal de la máquina, la palanca de control está amartillada y la corriente fluye a través del cable de alimentación en el terminal superior. A continuación, la corriente fluye al contacto fijo, a través de él al contacto móvil y a través de un cable flexible a la bobina del solenoide. Después, la corriente fluye a través del cable hasta la placa bimetálica del disparador. Desde allí, la corriente pasa al terminal inferior y luego a la carga.
Modo de sobrecarga
Este modo ocurre cuando se excede la corriente nominal de la máquina. La placa bimetálica se calienta con una corriente elevada, se dobla y abre el circuito. La acción de la placa requiere tiempo, que depende del valor de la corriente que pasa.
El disyuntor es un dispositivo analógico. Existen ciertas dificultades para configurarlo. La corriente de disparo del disparador se ajusta en fábrica mediante un tornillo de ajuste especial. Una vez que la placa se haya enfriado, la máquina puede volver a funcionar. La temperatura de la tira bimetálica depende del medio ambiente.
El disparador no actúa inmediatamente, permitiendo que la corriente vuelva a su valor nominal. Si la corriente no disminuye, se dispara el disparador. La sobrecarga puede ocurrir debido a dispositivos potentes en la línea o a la conexión de varios dispositivos a la vez.
Modo cortocircuito
En este modo, la corriente aumenta muy rápidamente. El campo magnético en la bobina del solenoide mueve el núcleo que activa el disparador y desconecta los contactos de la fuente de alimentación, eliminando así la carga de emergencia del circuito y protegiendo la red de posibles incendios y destrucción.
Una liberación electromagnética actúa instantáneamente, lo cual es diferente de una liberación térmica. Cuando se abren los contactos del circuito operativo, aparece un arco eléctrico, cuya magnitud depende de la corriente en el circuito. Provoca destrucción de contactos. Para evitar este efecto negativo, se fabrica una rampa de arco, que consta de placas paralelas. En él, el arco se desvanece y desaparece. Los gases resultantes se descargan en un orificio especial.
Los interruptores automáticos son dispositivos destinados al apagado protector de circuitos de corriente continua y alterna en casos de cortocircuito, sobrecarga de corriente, caída o pérdida de tensión. A diferencia de los fusibles, los interruptores automáticos tienen una corriente de apagado más precisa, se pueden usar repetidamente y también en un diseño trifásico, cuando se dispara un fusible, una de las fases (una o dos) puede permanecer energizada, lo que también es un modo de emergencia. de funcionamiento (especialmente cuando se accionan motores eléctricos trifásicos).
Los disyuntores se clasifican según las funciones que realizan, tales como:
- Máquinas de corriente mínima y máxima;
- Disyuntores de tensión mínima;
- Potencia inversa;
Consideraremos el principio de funcionamiento de un disyuntor usando el ejemplo de un disyuntor contra sobrecorriente. Su diagrama se muestra a continuación:
Donde: 1 – electroimán, 2 – armadura, 3, 7 – resortes, 4 – eje a lo largo del cual se mueve la armadura, 5 – pestillo, 6 – palanca, 8 – contacto de potencia.
Cuando fluye la corriente nominal, el sistema funciona normalmente. Tan pronto como la corriente exceda el valor de ajuste permitido, el electroimán 1 conectado en serie con el circuito superará la fuerza del resorte de retención 3 y retraerá la armadura 2, y girando a través del eje 4, el pestillo 5 liberará la palanca 6. Entonces el resorte de disparo 7 abrirá los contactos de potencia 8. Una máquina de este tipo se enciende manualmente.
Actualmente se han creado máquinas automáticas que tienen un tiempo de parada de 0,02 - 0,007 s para corrientes de parada de 3000 - 5000 A.
Diseños de disyuntores
Existen bastantes diseños diferentes de disyuntores para circuitos de CA y CC. Recientemente, se han generalizado mucho los disyuntores automáticos de pequeño tamaño, destinados a la protección contra cortocircuitos y sobrecargas de corriente de redes domésticas e industriales en instalaciones con corrientes de hasta 50 A y tensiones de hasta 380 V.
El principal equipo de protección en tales interruptores son elementos bimetálicos o electromagnéticos que funcionan con un cierto retraso cuando se calientan. Las máquinas automáticas que contienen un electroimán tienen una velocidad de funcionamiento bastante alta, y este factor es muy importante en caso de cortocircuitos.
A continuación se muestra una máquina de corcho con una corriente de 6 A y un voltaje que no supera los 250 V:
Donde: 1 – electroimán, 2 – placa bimetálica, 3, 4 – botones de encendido y apagado, respectivamente, 5 – desbloqueo.
La placa bimetálica, al igual que el electroimán, está conectada en serie al circuito. Si fluye más corriente de la nominal a través del disyuntor, la placa comienza a calentarse. Cuando fluye un exceso de corriente durante mucho tiempo, la placa 2 se deforma debido al calentamiento y afecta el mecanismo de liberación 5. Si se produce un cortocircuito en el circuito, el electroimán 1 retraerá instantáneamente el núcleo y, por lo tanto, también influirá en la liberación, lo que abrir el circuito. Además, este tipo de máquina se apaga manualmente presionando el botón 4 y se enciende solo manualmente presionando el botón 3. El mecanismo de liberación tiene la forma de una palanca o pestillo de freno. El diagrama de circuito de la máquina se muestra a continuación:
Donde: 1 – electroimán, 2 – placa bimetálica.
El principio de funcionamiento de los disyuntores trifásicos prácticamente no se diferencia del monofásico. Los disyuntores trifásicos están equipados con bobinas o conductos de arco especiales, según la potencia de los dispositivos.
A continuación se muestra un vídeo que detalla el funcionamiento del disyuntor: