¿Cómo funciona un disyuntor?

Los interruptores automáticos (interruptores, disyuntores) son dispositivos de conmutación eléctrica diseñados para conducir la corriente del circuito en modos normales y para proteger automáticamente las redes y equipos eléctricos de los modos de emergencia (corrientes de cortocircuito, corrientes de sobrecarga, reducción o desaparición de voltaje, cambios en la dirección de la corriente, aparición de campos magnéticos de generadores potentes en condiciones de emergencia, etc.), así como para conmutaciones poco frecuentes de corrientes nominales (6-30 veces al día).

Por su simplicidad, conveniencia, seguridad de mantenimiento y confiabilidad de la protección contra corrientes de cortocircuito, estos dispositivos son ampliamente utilizados en instalaciones eléctricas de baja y alta potencia.

Los interruptores automáticos se clasifican como dispositivos de conmutación operados manualmente, pero muchos tipos tienen un motor electromagnético o eléctrico, lo que permite controlarlos a distancia.

Principio de funcionamiento

Las máquinas automáticas generalmente se apagan manualmente (mediante un variador o de forma remota) y, en caso de violación del modo de funcionamiento normal (aparición de sobrecorriente o disminución de voltaje), automáticamente. Además, cada máquina está equipada con un disparador de tensión máxima y, en algunos tipos, un disparador de tensión mínima.

Según las funciones de protección que realizan, los disyuntores se dividen en disyuntores: sobrecorriente, subtensión y potencia inversa.

Los disyuntores contra sobrecorriente se utilizan para abrir automáticamente un circuito eléctrico cuando en él se producen corrientes de cortocircuito y sobrecargas que superan el límite establecido. Al reemplazar un interruptor y un fusible, brindan una protección más confiable y selectiva en condiciones anormales.

Si las condiciones ambientales son diferentes de lo normal (la humedad del aire es superior al 85% y contiene impurezas de vapores nocivos), los disyuntores deben colocarse en cajas y gabinetes a prueba de polvo, humedad y resistentes a productos químicos.

Clasificación

Los interruptores automáticos se dividen en:

• instalación los disyuntores tienen una carcasa protectora aislante (plástico) y pueden instalarse en lugares de acceso público;

• universal - no tienen dicha carcasa y están destinados a su instalación en cuadros;

• de acción rápida(el tiempo de respuesta propio no supera los 5 ms);

• acción lenta(de 10 a 100 ms);

La velocidad de funcionamiento está garantizada por el propio principio de funcionamiento (principios electromagnéticos polarizados o dinámicos de inducción, etc.), así como por las condiciones para una rápida extinción del arco eléctrico. Se utiliza un principio similar en los disyuntores limitadores de corriente;

• selectivo , que tiene un tiempo de respuesta ajustable en la zona de corrientes de cortocircuito;

• disyuntores de corriente inversa, se activa solo cuando cambia la dirección de la corriente en el circuito protegido;

• Polarizado Las máquinas apagan el circuito solo cuando la corriente aumenta en la dirección de avance, no polarizada, en cualquier dirección de la corriente.

Diseño

Las características de diseño y el principio de funcionamiento de la máquina están determinados por su finalidad y ámbito de aplicación.

La máquina se puede encender y apagar manualmente, mediante un motor eléctrico o un accionamiento electromagnético.

El accionamiento manual se utiliza con corrientes nominales de hasta 1000 A y proporciona una capacidad de conmutación máxima garantizada independientemente de la velocidad de movimiento de la palanca de conmutación (el operador debe realizar la operación de conmutación con decisión: una vez iniciada, llevarla hasta el final).

Los motores electromagnéticos y eléctricos funcionan con fuentes de voltaje. El circuito de control del variador debe tener protección contra la reconexión a cortocircuito, y el proceso de encendido de la máquina a las corrientes máximas de cortocircuito debe detenerse a una tensión de alimentación del 85 al 110% de la nominal.

En caso de sobrecargas y corrientes de cortocircuito, el disyuntor se desconecta independientemente de si la palanca de control se mantiene en la posición de encendido.

Un componente importante de la máquina es el disparador, que controla el parámetro especificado del circuito protegido y actúa sobre el dispositivo de disparo que apaga la máquina. Además, el desbloqueo permite el apagado remoto de la máquina. Los tipos de lanzamientos más utilizados son:

• electromagnético para protección contra corrientes de cortocircuito;

• térmico para protección contra sobrecargas;

• conjunto;

• Semiconductor, con gran estabilidad de parámetros de respuesta y facilidad de configuración.

Para conmutar un circuito sin corriente o para conmutaciones excepcionales de la corriente nominal, se pueden utilizar disyuntores automáticos sin disparadores.

Las series de disyuntores producidos por la industria están diseñadas para su uso en diferentes zonas climáticas, colocación en lugares con diferentes condiciones de operación, para operación en condiciones de diferente estrés mecánico y explosividad del medio ambiente, y tienen diferentes.

La información sobre tipos específicos de dispositivos, sus tipos y tamaños se proporciona en los documentos técnicos y reglamentarios. Normalmente, dicho documento es Condiciones técnicas (TU) de la planta.. En algunos casos, con fines de unificación, para productos que son ampliamente utilizados y producidos por varias empresas, el nivel del documento aumenta (a veces hasta el nivel de la norma estatal).

Los disyuntores constan de los siguientes componentes principales:

• sistema de contacto;

• sistema de extinción de arco;

• lanzamientos;

• mecanismo de control;

• mecanismo de liberación libre.

Sistema de contactoConsta de contactos fijos fijados en la carcasa y contactos móviles articulados en el eje de la palanca del mecanismo de control y, por lo general, proporciona un solo circuito de interrupción.

Dispositivo de arcoSe instala en cada polo del interruptor y está destinado a localizar el arco eléctrico en un volumen limitado. Es una cámara de extinción de arco con una rejilla desion hecha de placas de acero. También pueden estar previstos parachispas en forma de placas de fibra.

Mecanismo de liberación libreEs un mecanismo articulado de 3 o 4 barras que proporciona desconexión y desconexión del sistema de contactos para control tanto automático como manual.

Liberación de sobrecorriente electromagnética, que es un electroimán con armadura, garantiza el disparo automático del disyuntor en caso de corrientes de cortocircuito que superen el ajuste de corriente. Los disparadores de corriente electromagnéticos con un dispositivo de retardo hidráulico tienen un retardo de tiempo de corriente inversa para proteger contra corrientes de sobrecarga.

Liberación de sobrecarga térmicaEs una placa termobimetálica. Durante las corrientes de sobrecarga, la deformación y las fuerzas de esta placa aseguran el disparo automático del disyuntor. El retardo de tiempo disminuye a medida que aumenta la corriente.

Lanzamientos de semiconductoresConstan de un elemento de medición, un bloque de relés semiconductores y un electroimán de salida que actúa sobre el mecanismo de liberación libre de la máquina. Como elemento de medición se utiliza un transformador de corriente (CA) o un amplificador magnético de estrangulación (CC).

La liberación de corriente del semiconductor permite ajustar los siguientes parámetros:

• corriente nominal del disparador;

• ajustes de corriente de funcionamiento en la zona de corrientes de cortocircuito (corriente de corte);

• ajustes para el tiempo de respuesta en la zona de corriente de sobrecarga;

• ajustes para el tiempo de respuesta en la zona de corrientes de cortocircuito (para interruptores selectivos).

Muchas máquinas utilizan disparadores combinados que utilizan elementos térmicos para proteger contra corrientes de sobrecarga y elementos electromagnéticos para proteger contra corrientes de cortocircuito sin retardo de tiempo (corte).

El interruptor también tiene unidades de montaje adicionales que están integradas en el interruptor o fijadas a él externamente. Pueden ser relés independientes, cero y mínimo, contactos libres y auxiliares, accionamientos remotos manuales y electromagnéticos, señalización de apagado automático, dispositivo de bloqueo del disyuntor en posición “off”.

El disparador independiente es un electroimán alimentado por una fuente de voltaje externa. Las liberaciones mínimas y cero se pueden realizar con o sin demora. Utilizando un relé independiente o mínimo, es posible apagar la máquina de forma remota.

condiciones de uso

Los interruptores automáticos están disponibles en versiones con distintos grados de protección contra toques e influencias externas (IPOO, IP20, IP30, IP54). En este caso, el grado de protección de los terminales para conectar conductores externos puede ser menor que el grado de protección de la carcasa del interruptor.

Los interruptores se fabrican en 5 versiones climáticas y 5 categorías de ubicación, las cuales están codificadas con las letras U, UHL, T, M, OM y los números 1,2,3,4,5.

Los interruptores están diseñados para funcionamiento continuo en las siguientes condiciones:

• instalación a una altitud de no más de 1000 m sobre el nivel del mar (interruptores de las series AP50 y AE1000, a una altitud de no más de 2000 m sobre el nivel del mar);

• temperatura del aire ambiente de - 40 (sin rocío ni escarcha) a +40°C (para interruptores de la serie AE1000 - de +5 a +40°C);

• humedad relativa ambiente no superior al 90 % a 20 °C y no superior al 50 % a 40 °C;
  

• medio ambiente: no explosivo, que no contenga polvo (incluido el polvo conductor) en cantidades que interrumpan el funcionamiento del interruptor, ni gases y vapores agresivos en concentraciones que destruyan los metales y el aislamiento;

• el lugar de instalación del interruptor está protegido del agua, aceite, emulsión, etc.;

• falta de exposición directa a la radiación solar y radiactiva;

• ausencia de golpes bruscos (impactos) y sacudidas fuertes; Se permite la vibración de los puntos de montaje de los interruptores con una frecuencia de hasta 100 Hz con una aceleración de no más de 0,7 g.

GOST 17516.1-90 define los grupos de condiciones de funcionamiento de productos eléctricos con respecto al impacto de factores ambientales mecánicos. Según los datos del catálogo, los interruptores automáticos están destinados a funcionar en los grupos Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25.

En términos de seguridad, los disyuntores cumplen con GOST 12.2.007.0-75 y GOST 12.2.007.6-75, los requisitos de las "Reglas para instalaciones eléctricas" y proporcionan las condiciones de operación establecidas por las "Reglas para la operación técnica de instalaciones por el Consumidor” y “Reglas de seguridad para la operación de instalaciones eléctricas por parte del Consumidor” aprobadas por Gosenergonadzor el 21 de diciembre de 1994. En términos de protección contra corrientes de fuga, los interruptores cumplen con los requisitos de GOST 12.1.038-82.

La operación en estado inactivo (almacenamiento y transporte durante las pausas en el trabajo) cumple con GOST 15543-70 y GOST 15150-69.

Un 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 a la hora de 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 móviles y fijos);
• 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). Ésta 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.

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. Una de las últimas novedades 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 ruptura

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 de 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 con un polo no entran, ya que cuando se desconecta 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 tres restantes 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 a corto plazo de la corriente no está asociado con un accidente 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 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.

La liberación 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 voltaje. 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;
• Poder inverso;

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. Luego, 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, que están 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. Con un flujo prolongado de exceso de corriente, la placa 2 se deforma como resultado del calentamiento y afecta el mecanismo de liberación 5. Si ocurre 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:

Es más fácil y más barato prevenir las consecuencias peligrosas de la destrucción que provocar incendios que quejarse amargamente de las medidas no adoptadas. La prevención de incendios eléctricos implica la instalación de equipos de protección. En el siglo pasado, la función de protección contra los cortocircuitos y el peligro de sobrecarga se confió a los fusibles de porcelana con cartuchos fusibles reemplazables y luego a los enchufes automáticos. Sin embargo, debido al aumento significativo de la carga en las líneas eléctricas, la situación ha cambiado. Es hora de reemplazar los dispositivos obsoletos por máquinas confiables. Para que la selección de un disyuntor dé como resultado la compra de un dispositivo con las características adecuadas, se requiere información sobre una serie de matices técnicos eléctricos.

¿Por qué necesitamos ametralladoras?

Los disyuntores automáticos son dispositivos diseñados para proteger el cable de alimentación, o más precisamente, para aislarlo de la fusión y la pérdida de integridad. Las máquinas no protegen a los propietarios de los equipos contra impactos y no protegen el equipo en sí. Para estos fines, se equipa un RCD. La tarea de las máquinas es evitar el sobrecalentamiento que acompaña al flujo de sobrecorriente hacia la sección confiada del circuito. Gracias a su uso, el aislamiento no se derretirá ni se dañará, lo que significa que el cableado funcionará con normalidad sin riesgo de incendio.

El funcionamiento de los disyuntores es abrir el circuito eléctrico en caso de:

• la aparición de corrientes de cortocircuito (en adelante corrientes de cortocircuito);
• sobrecarga, es decir el paso de corrientes a través de una sección protegida de la red, cuya intensidad excede el valor operativo permitido, pero no se considera TKZ;
• Reducción notable o desaparición completa de la tensión.

Las máquinas custodian el tramo de la cadena que las sigue. En pocas palabras, se instalan en la entrada. Protegen líneas y enchufes de iluminación, líneas para conectar equipos domésticos y motores eléctricos en casas particulares. Estas líneas se tienden con cables de diferentes secciones, porque a partir de ellos se alimentan equipos de diferente potencia. En consecuencia, para proteger secciones de red con parámetros desiguales, se necesitan dispositivos de protección con capacidades desiguales.

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Parecería que puede, sin problemas innecesarios, adquirir los dispositivos de apagado automático más potentes para instalarlos en cada una de las líneas. ¡El paso es completamente incorrecto! Y el resultado allanará un “camino” directo al fuego. La protección contra los caprichos de la corriente eléctrica es un asunto delicado. Por lo tanto, es mejor aprender a elegir un disyuntor e instalar un dispositivo que interrumpa el circuito cuando sea realmente necesario.

Atención. Un disyuntor sobrevalorado conducirá corrientes que son críticas para el cableado. No desconectará la sección protegida del circuito de manera oportuna, lo que hará que el aislamiento del cable se derrita o queme.

Las máquinas automáticas de características reducidas también presentarán muchas sorpresas. Romperán la línea sin cesar al poner en marcha el equipo y eventualmente se romperán debido a la exposición repetida a demasiada corriente. Los contactos están soldados entre sí, lo que se denomina "pegado".

Diseño y principio de funcionamiento de la máquina.

Será difícil tomar una decisión sin comprender el diseño del disyuntor. Veamos qué se esconde en una caja en miniatura hecha de plástico dieléctrico refractario.

Lanzamientos: sus tipos y finalidad.

Las principales partes de trabajo de los disyuntores automáticos son disparadores que interrumpen el circuito si se exceden los parámetros operativos estándar. Las liberaciones difieren en la especificidad de su acción y en el rango de corrientes a las que deben responder. Sus filas incluyen:

• liberaciones electromagnéticas, que reaccionan casi instantáneamente ante la aparición de un fallo y “cortan” la sección protegida de la red en centésimas o milésimas de segundo. Consisten en una bobina con un resorte y un núcleo que se retrae de la influencia de las sobrecorrientes. Al retraerse, el núcleo tensa el resorte y hace que funcione el dispositivo de liberación;
• emisiones bimetálicas térmicas, actuando como barrera contra sobrecargas. Sin duda, también responden a TKZ, pero deben realizar una función ligeramente diferente. La tarea de las contrapartes térmicas es interrumpir la red si las corrientes que la atraviesan exceden los parámetros operativos máximos del cable. Por ejemplo, si por el cableado destinado a transportar 16A circula una corriente de 35A, la placa formada por dos metales se doblará y provocará que la máquina se apague. Además, valientemente “mantendrá” el 19A durante más de una hora. Pero el 23A no podrá “tolerar” una hora, funcionará antes;
• lanzamientos de semiconductores rara vez se utilizan en máquinas domésticas. Sin embargo, pueden servir como elemento de trabajo de un interruptor de protección en la entrada de una casa privada o en la línea de un potente motor eléctrico. La medición y registro de la corriente anormal en ellos se realiza mediante transformadores, si el dispositivo está instalado en una red de corriente alterna, o amplificadores de estrangulamiento, si el dispositivo está conectado a una línea de corriente continua. El desacoplamiento se realiza mediante un bloque de relés semiconductores.

También hay emisiones nulas o mínimas, que se utilizan con mayor frecuencia como complemento. Desconectan la red cuando la tensión cae hasta cualquier valor límite especificado en la hoja de datos. Una buena opción son los disparadores remotos que permiten apagar y encender la máquina sin abrir el gabinete de control, y las cerraduras que fijan la posición de “apagado”. Vale la pena considerar que equipar con estas útiles adiciones afecta significativamente el precio del dispositivo.

Las máquinas automáticas utilizadas en la vida cotidiana suelen estar equipadas con una combinación de liberación electromagnética y térmica que funciona sin problemas. Los dispositivos con uno de estos dispositivos son mucho menos comunes y utilizados. Aún así, los disyuntores de tipo combinado son más prácticos: dos en uno es más rentable en todos los sentidos.

Adiciones extremadamente importantes

No hay componentes inútiles en el diseño del disyuntor. Todos los componentes trabajan diligentemente en nombre de la seguridad general, estos son:

• un dispositivo de extinción de arco montado en cada polo de la máquina, de los cuales hay de una a cuatro piezas. Es una cámara en la que, por definición, se extingue el arco eléctrico que se produce cuando se fuerza la apertura de los contactos de potencia. En la cámara se encuentran placas de acero recubiertas de cobre, que dividen el arco en partes pequeñas en paralelo. La amenaza fragmentada para las partes fusibles de la máquina en el sistema de extinción de arco se enfría y desaparece por completo. Los productos de la combustión se eliminan a través de canales de salida de gas. Una adición es un parachispas;
• un sistema de contactos, dividido en fijos, montados en la carcasa, y móviles, unidos de forma articulada a los semiejes de las palancas de los mecanismos de apertura;
• tornillo de calibración, con el que se ajusta la liberación térmica en fábrica;
• un mecanismo con la inscripción tradicional “encendido/apagado” con la función correspondiente y con un mango destinado a su implementación;
• Terminales de conexión y otros dispositivos para conexión e instalación.

Así es como se ve el proceso de extinción del arco:

Detengámonos un poco en los contactos de potencia. La versión fija está soldada con plata electromecánica, lo que optimiza la resistencia al desgaste eléctrico del interruptor. Cuando un fabricante sin escrúpulos utiliza una aleación de plata barata, el peso del producto disminuye. A veces se utiliza latón plateado. Los "sustitutos" son más ligeros que el metal estándar, por lo que un dispositivo de alta calidad de una marca reconocida pesa un poco más que su análogo "izquierdo". Es importante tener en cuenta que al sustituir la soldadura de plata de contactos fijos por aleaciones baratas, se reduce la vida útil de la máquina. Soportará menos ciclos de apagado y luego encendido.

Decidamos el número de polos.

Ya se ha mencionado que este dispositivo de protección puede tener de 1 a 4 polos. Seleccionar el número de polos de la máquina es muy fácil, porque todo depende de su finalidad de uso:

• Un disyuntor unipolar hará un excelente trabajo protegiendo las líneas de iluminación y los enchufes. Montado sólo en una fase, ¡sin ceros!;
• Un interruptor bipolar protegerá el cable que alimenta estufas eléctricas, lavadoras y calentadores de agua. Si no hay electrodomésticos potentes en la casa, se colocan en una línea desde el panel hasta la entrada del apartamento;
• Se requiere un dispositivo tripolar para equipos de cableado trifásico. Esto ya es a escala semiindustrial. En la vida cotidiana puede haber un taller o una línea de bombas de pozo. No se debe conectar un dispositivo tripolar al cable de tierra. Siempre debe estar en plena preparación para el combate;
• Los disyuntores de cuatro polos se utilizan para proteger el cableado de cuatro hilos contra incendios.

Si planea proteger el cableado de un apartamento, casa de baños o casa con disyuntores bipolares y unipolares, primero instale un dispositivo bipolar, luego un dispositivo unipolar con la clasificación máxima y luego en orden descendente. El principio de “ranking”: del componente más potente al más débil pero sensible.

Etiquetado: motivo de reflexión

Descubrimos la estructura y el principio de funcionamiento de las máquinas. Descubrimos qué y por qué. Ahora comencemos audazmente a analizar las marcas colocadas en cada disyuntor, independientemente del logotipo y del país de origen.

El principal punto de referencia es la denominación.

Porque El objetivo de la compra e instalación de una máquina es proteger el cableado, por lo que antes que nada hay que centrarse en sus características. La corriente que fluye a través de los alambres calienta el cable en proporción a la resistencia de su núcleo portador de corriente. En resumen, cuanto más grueso es el núcleo, mayor es la corriente que puede atravesarlo sin derretir el aislamiento.

De acuerdo con el valor máximo de la corriente transportada por el cable, se selecciona la clasificación del dispositivo de apagado automático. No es necesario calcular nada; los valores interdependientes de los dispositivos de instalación eléctrica y el cableado por parte de electricistas atentos se han resumido durante mucho tiempo en la tabla:

La información tabular debería ajustarse ligeramente según las realidades nacionales. La mayoría de los enchufes domésticos están diseñados para conectar un cable con un núcleo de 2,5 mm², lo que, según la tabla, sugiere la posibilidad de instalar una máquina con una potencia nominal de 25A. La clasificación real del tomacorriente en sí es de solo 16 A, lo que significa que debe comprar un disyuntor con una clasificación igual a la del tomacorriente.

Se debe realizar un ajuste similar si existen dudas sobre la calidad del cableado existente. Si se sospecha que la sección del cable puede no corresponder al tamaño especificado por el fabricante, es mejor ir a lo seguro y coger una máquina cuyo valor nominal sea una posición inferior al valor de la tabla. Por ejemplo: según la tabla, un disyuntor de 18 A es adecuado para proteger el cable, pero elegiremos uno de 16 A, porque el cable lo compramos a Vasya en el mercado.

Característica calibrada de la clasificación del dispositivo.

Esta característica son los parámetros operativos de un disparador térmico o su análogo semiconductor. Es un coeficiente por el que multiplicamos para obtener la corriente de sobrecarga que el dispositivo puede aguantar o no durante un determinado periodo de tiempo. El valor de la característica calibrada se establece durante el proceso de producción y no puede ajustarse en casa. Lo seleccionan de la gama estándar.

La característica calibrada indica cuánto tiempo y qué tipo de sobrecarga puede soportar la máquina sin desconectar la sección del circuito de la fuente de alimentación. Generalmente estos son dos números:

• el valor más bajo indica que la máquina pasará corriente con parámetros que exceden el estándar durante más de una hora. Por ejemplo: un disyuntor de 25 A dejará pasar una corriente de 33 A durante más de una hora sin desconectar la sección protegida del cableado;
• el valor más alto es el límite más allá del cual se producirá el apagado en menos de una hora. El dispositivo indicado en el ejemplo se apagará rápidamente con una corriente de 37 amperios o más.

Si el cableado pasa por una ranura formada en una pared con un aislamiento impresionante, el cable prácticamente no se enfriará durante una sobrecarga y el sobrecalentamiento que la acompaña. Esto significa que en una hora el cableado puede sufrir bastante. Quizás nadie notará inmediatamente el resultado del exceso, pero la vida útil de los cables se reducirá significativamente. Por tanto, para cableado oculto buscaremos un interruptor con unas características de calibración mínimas. Para la versión abierta, no es necesario centrarse demasiado en este valor.

Configuración – indicador de respuesta instantánea

Este número en el cuerpo es una característica del funcionamiento del disparador electromagnético. Indica el valor máximo de la corriente anormal, que durante apagados repetidos no afectará el rendimiento del dispositivo. Está normalizado en unidades de corriente y se indica en números o letras latinas. Con los números todo es extremadamente simple: este es el valor nominal. Pero vale la pena descubrir el significado oculto de las designaciones de las letras.

Las letras se colocan en máquinas fabricadas según las normas DIN. Indican el múltiplo de la corriente máxima que se produce al encender el equipo. Una corriente que es varias veces mayor que las características de funcionamiento del circuito, pero que no provoca un apagado y no inutiliza el dispositivo. Simplemente, cuántas veces la corriente de conmutación del equipo puede exceder la clasificación del dispositivo y del cable sin consecuencias peligrosas.

Para los disyuntores utilizados en la vida cotidiana, estos son:

• EN– designación de máquinas capaces de reaccionar sin dañarse a corrientes que exceden el valor nominal en el rango de 3 a 5 veces. Muy adecuado para equipar edificios antiguos y zonas rurales. No se utilizan con frecuencia, por lo que suelen ser un artículo personalizado para las cadenas minoristas;
• CON– designación de estos equipos de protección, cuyo rango de respuesta es de 5 a 10 veces. La opción más común, demandada en edificios nuevos y casas de campo nuevas con comunicaciones autónomas;
• D- designación de interruptores que interrumpen instantáneamente la red cuando se suministra corriente con una fuerza superior al valor nominal de 10 a 14, a veces hasta 20 veces. Los dispositivos con tales características solo son necesarios para proteger el cableado de potentes motores eléctricos.

Hay variaciones en el extranjero, tanto superiores como inferiores, pero el propietario medio de una propiedad nacional no debería estar interesado en ellas.

Clase limitante actual y su significado.

Hablemos de esto brevemente, porque la mayoría de los dispositivos que se ofrecen en el comercio pertenecen a la tercera clase de limitación actual. De vez en cuando hay un segundo. Este es un indicador de la velocidad del dispositivo. Cuanto más alto sea, más rápido responderá el dispositivo a TKZ.

Hay mucha información, pero sin ella será difícil elegir el disyuntor adecuado y proteger la propiedad de incendios no deseados. También se necesita información para quienes ordenarán la instalación de dispositivos de protección. Después de todo, no se debe confiar incondicionalmente en todos los electricistas que se posicionan como grandes especialistas.