מפסקי חשמל והתקני הגנה. איך עובד ועובד מפסק בחיווט בבית. כללי בחירה. לפי מאפיין הזמן-זרם

המטרה העיקרית של מפסקים היא להשתמש בהם כאמצעי הגנה מפני זרמי קצר וזרמי עומס יתר. מפסקי זרם מודולריים מסדרת BA הם מבוקשים דומיננטיים. במאמר זה נסתכל על סדרת BA47-29 מבית iek.

הודות לעיצוב הקומפקטי שלהם (רוחבי מודול אחיד), קלות ההתקנה (הרכבה על מסילת DIN באמצעות תפסים מיוחדים) והתחזוקה, הם נמצאים בשימוש נרחב בסביבות ביתיות ותעשייתיות.

לרוב, מכונות אוטומטיות משמשות ברשתות עם זרמי הפעלה וקצרים קטנים יחסית. גוף המכונה עשוי מחומר דיאלקטרי, המאפשר התקנתה במקומות נגישים לציבור.

עיצוב מפסק זרםועקרונות פעולתם דומים, ההבדלים טמונים, וזה חשוב, בחומר הרכיבים ובטיב ההרכבה. יצרנים רציניים משתמשים בחומרים חשמליים איכותיים בלבד (נחושת, ברונזה, כסף), אך ישנם גם מוצרים עם רכיבים העשויים מחומרים בעלי מאפיינים "קלי משקל".

הדרך הקלה ביותר להבדיל בין מקור לזיוף היא מחיר ומשקל: המקור לא יכול להיות זול וקל אם יש רכיבי נחושת. המשקל של מכונות ממותגות נקבע לפי הדגם ולא יכול להיות קל יותר מ-100 - 150 גרם.

מבחינה מבנית, המפסק המודולרי עשוי בתוך בית מלבני, המורכב משני חצאים המחוברים זה לזה. בצד הקדמי של המכונה מצוינים המאפיינים הטכניים שלה וישנה ידית לשליטה ידנית.

איך מפסק עובד - החלקים הפועלים העיקריים של המפסק

אם אתה מפרק את הגוף (שעבורו אתה צריך לקדוח את חצאי המסמרות המחברים אותו), אתה יכול לראות ולקבל גישה לכל מרכיביו. בואו ניקח בחשבון את החשובים שבהם, המבטיחים את התפקוד התקין של המכשיר.

1. 1. מסוף עליון לחיבור;
2. 2. מגע כוח קבוע;
3. 3. מגע כוח נייד;
4. 4. תא קשת;
5. 5. מוליך גמיש;
6. 6. שחרור אלקטרומגנטי (סליל עם ליבה);
7. 7. ידית לשליטה;
8. 8. שחרור תרמי (צלחת דו-מתכתית);
9. 9. בורג להתאמת השחרור התרמי;
10. 10. מסוף תחתון לחיבור;
11. 11. חור ליציאת גזים (שנוצרים בעת שריפת הקשת).

שחרור אלקטרומגנטי

המטרה הפונקציונלית של השחרור האלקטרומגנטי היא להבטיח פעולה כמעט מיידית של מפסק החשמל כאשר מתרחש קצר חשמלי במעגל המוגן. במצב זה נוצרים זרמים במעגלים חשמליים, שגודלם גדול אלפי מונים מהערך הנומינלי של פרמטר זה.

זמן הפעולה של המכונה נקבע על פי מאפייני הזמן-זרם שלה (התלות של זמן הפעולה של המכונה בערך הנוכחי), אשר מיועדים על ידי המדדים A, B או C (הנפוץ ביותר).

סוג המאפיין מצוין בפרמטר הנוכחי המדורג בגוף המכונה, למשל, C16. עבור המאפיינים הנתונים, זמן התגובה נע בין מאיות לאלפיות השנייה.

העיצוב של השחרור האלקטרומגנטי הוא סולנואיד עם ליבה קפיצית, המחוברת למגע מתח נע.

מבחינה חשמלית, סליל הסולנואיד מחובר בסדרה לשרשרת המורכבת ממגעי חשמל ושחרור תרמי. כאשר המכונה מופעלת והערך המדורג של הזרם, זרם זורם דרך סליל הסולנואיד, עם זאת, גודל השטף המגנטי קטן כדי להחזיר את הליבה. מגעי החשמל סגורים וזה מבטיח את התפקוד התקין של המתקן המוגן.

במהלך קצר חשמלי, עלייה חדה בזרם בסולנואיד מביאה לעלייה פרופורציונלית בשטף המגנטי, שיכולה להתגבר על פעולת הקפיץ ולהזיז את הליבה ואת המגע הנע הקשור אליו. תנועת הליבה גורמת למגעי החשמל להיפתח ולקו המוגן להתבטל.

שחרור תרמי

השחרור התרמי מבצע את הפונקציה של הגנה כאשר חריגה קלה מערך הזרם המותר, אך נמשך פרק זמן ארוך יחסית.

השחרור התרמי הוא שחרור מושהה; הוא אינו מגיב לעליות זרם קצרות טווח. זמן התגובה של סוג זה של הגנה מוסדר גם על ידי מאפייני הזמן-זרם.

האינרציה של השחרור התרמי מאפשרת ליישם את הפונקציה של הגנה על הרשת מפני עומס יתר. מבחינה מבנית, השחרור התרמי מורכב מלוח דו-מתכתי המותקן ב שלוחה במארז, שקצהו החופשי יוצר אינטראקציה עם מנגנון השחרור באמצעות מנוף.

מבחינה חשמלית, הרצועה הדו-מתכתית מחוברת בסדרה עם סליל השחרור האלקטרומגנטי. כאשר המכונה מופעלת, זרם זורם במעגל הסדרתי, מחמם את הצלחת הדו-מתכתית. זה גורם לקצה החופשי שלו לנוע בסמיכות לידית מנגנון השחרור.

כאשר מגיעים לערכי הזרם המצוינים במאפייני זרם הזמן ולאחר זמן מסוים, הצלחת מתכופפת כאשר היא מחוממת ובאה במגע עם הידית. האחרון, באמצעות מנגנון שחרור, פותח את מגעי הכוח - הרשת מוגנת מעומס יתר.

זרם השחרור התרמי מותאם באמצעות בורג 9 במהלך תהליך ההרכבה. מכיוון שרוב המכונות הן מודולריות והמנגנונים שלהן אטומים במארז, לא ניתן לחשמלאי פשוט לבצע התאמות כאלה.

מגעי חשמל ומנחת קשת

פתיחת מגעי כוח כאשר זרם זורם דרכם מובילה להתרחשות של קשת חשמלית. כוח הקשת הוא בדרך כלל פרופורציונלי לזרם במעגל המתחלף. ככל שהקשת חזקה יותר, כך היא הורסת את מגעי הכוח ופוגעת בחלקי הפלסטיק של המארז.

IN מכשיר מפסקתא דיכוי הקשת מגביל את פעולת הקשת החשמלית בנפח מקומי. הוא ממוקם באזור מגע הכוח ועשוי מלוחות מקבילים מצופים נחושת.

בתא, הקשת מתפרקת לחלקים קטנים, פוגעת בלוחות, מתקררת ומפסיקה להתקיים. הגזים המשתחררים בעת שריפת הקשת מוסרים דרך חורים בתחתית החדר ובגוף המכונה.

מכשיר מפסק זרםוהעיצוב של מצנח הקשת קובע את חיבור הכוח למגעי הכוח הקבועים העליונים.

מתגים אוטומטיים מיועדים להתקנה בלוחות חלוקת חשמל. המטרה העיקרית שלהם היא לפצות על נפילות מתח, כמו גם לנתק קטע מסוים של רשת החשמל. מכונות אוטומטיות, או בקיצור VA, מיועדות להתקנה בתחילת מעגל חשמלי, בכניסה לבניין, דירה, בית.

נכון לעכשיו, קיים מגוון רחב למדי של מפסקי זרם בשוק, אשר נועדו לא רק לנתק זרמים מדורגים גבוהים במהלך נחשולי מתח, אלא גם מעומס יתר של חלק מהמעגל החשמלי, כמו גם מעומסי רשת מופחתים. על פי סוגם, כל המתגים האוטומטיים מחולקים ל:

• סֶלֶקטִיבִי;
• רגולטורים;
• מהיר פעולה.

זמן הניתוק הסטנדרטי עבור מכונות אוטומטיות סלקטיביות וסטנדרטיות הוא בתוך 0.02-0.1 שניות. אבל עבור אלה במהירות גבוהה זה בסדר גודל גבוה יותר, ומגיע לערך של 0.05 שניות.

לכל המכונות רכיבי הידוק המאפשרים הרכבה בקופסאות חשמל, פנלים וכדומה, המצוידות בפס הרכבה מיוחד בחלק האחורי.

התקנת מפסקים בקופסה אינה קשה. לשם כך, עליך ללחוץ את החלק האחורי שלו על לוחית ההרכבה של הקופסה וללחוץ עליו מעט עד שתשמע נקישה אופיינית. אם אתה צריך להסיר את המכונה, יהיה עליך למשוך את הלשונית הממוקמת על גבי המכונה.

עקרון הפעולה של מפסק זרם

המנגנון האוטומטי ממוקם בתוך מארז פלסטיק. בנוסף, ישנם גם אמצעי בטיחות או משחרר , מהם יכולים להיות שניים - אלקטרומגנטיים ותרמיים. הם נועדו לנתק את המעגל החשמלי.

השחרור התרמי הוא צלחת דו מתכתית, שבמקרה של מעבר זרמים גבוהים, מתיישרת, ושוברת את המעגל החשמלי. זהו מפסק איטי למדי.

השחרור האלקטרומגנטי הוא סליל מיוחד המיועד לזרמים בעלי ערך סף מסוים. אם ערך זה חורג מהנורמה, הסליל שובר את המעגל החשמלי. הודות לתכונה זו, למכונה עם שחרור אלקטרומגנטי יש זמן ניתוק קצר משמעותית.

רמת רגישות למכונה

למכונות מודרניות יש את היכולת לכבות את המתח בשתי דרכים. הראשון מהיר. הודות לשחרור האלקטרומגנטי, המכונה מופעלת כאשר המתח עולה על יותר מ-140% (זהו ערך הסף למכונות סטנדרטיות). אם מתח היתר לא מגיע לרמה קבועה מראש, אז לאורך זמן, עקב התחממות יתר, השחרור התרמי יפעל.

בהתאם למאפיינים התרמיים של השחרור עצמו, המתח, כמו גם טמפרטורת הסביבה, תהליך הניתוק יכול להימשך מספר שעות.

קוטביות מפסק

כל המכונות המודרניות מחולקות גם בהתאם לקטבים. המשמעות היא שלמכונה יכולים להיות מספר קווים חשמליים, שיהיו בלתי תלויים זה בזה, אך מאוחדים על ידי מנגנון ניתוק אחד. נכון לעכשיו, למכונות יכולות להיות 1,2,3,4 מוטות.

זרם סף מפסק זרם

מפסקי פחת הם גם מחולקים לפי רגישות סף מסוימת. זה מאפשר לך לנתק את המתח של עוצמת הזרם המקביל מהרשת. מכונות בעלות ערך נקוב מיוצרות ומוגדרות אצל היצרן. הערך של מחוון זה כתוב על המכונה עצמה.

בבנייה הפרטית ובחיי היומיום משתמשים במפסקים עם ערכי הזרם הבאים: 3A, 6A, 10A, 16A, 25A, 32A, 40A, 63A, 100A, 160A. בנוסף, ישנם מפסקים בעלי ביצועים מוגברים - אלו הם 1000A, 2600A, שאינם בשימוש בבניה פרטית. ערך זה מראה לנו את ההספק הכולל של צרכני המעגלים החשמליים שיהיו תחת שליטה של ​​מכונה נתונה. בנוסף להספק הכולל של המכשירים, יש צורך לקחת בחשבון גם את החיווט החשמלי של המעגל החשמלי, שקעים, מתגים וכו'.

סוגי מפסקים מודרניים

נכון לעכשיו, כל המכונות מחולקות על ידי יצרנים למספר סוגים, המסומנים באותיות מסוימות:

א- מיועד לפעולה במעגלים המכילים התקני מוליכים למחצה, כמו גם באורך גדול למדי;
IN- ממוקם במעגל של מערכות תאורה לשימוש כללי;
עם– מותקן במעגלים של מערכות תאורה, וכן במתקני חשמל עם זרמי התנעה מתונים. מתקנים כאלה כוללים מנועים ושנאים.
ד- מותקן במעגל עומס פעיל-אינדוקטיבי. בנוסף, ניתן להתקין מכונות אלו גם על מנועים חשמליים בעלי זרמי התנעה גבוהים.
ל– מפסקי חשמל המיועדים להתקנה ברשתות עם עומסים אינדוקטיביים.
ז- לספק הגנה למכשירים אלקטרוניים.

נתיך הוא מכשיר חשמלי המגן על רשת החשמל מפני מצבי חירום הקשורים לפרמטרים זרם (זרם, מתח) מעבר למגבלות שצוינו. הפתיל הפשוט ביותר הוא קישור נתיך.

זהו מכשיר המחובר בסדרה למעגל המוגן. ברגע שהזרם במעגל עולה על אחד שנקבע מראש, החוט נמס, המגע נפתח, והחלק המוגן של המעגל נשאר ללא פגיעה. החיסרון של שיטת הגנה זו הוא שמכשיר המגן הוא חד פעמי. שרופה - צריך להחליף.

מכשיר מפסק זרם

בעיה דומה נפתרת באמצעות מה שנקרא מתגים אוטומטיים (AB). שלא כמו נתיכים חד פעמיים, מכונות אוטומטיות הן מכשירים מורכבים למדי; בבחירתם יש לקחת בחשבון מספר פרמטרים.

הם גם מחוברים בסדרה במעגל. כאשר הזרם עולה, מפסק החשמל שובר את המעגל. מתגים אוטומטיים מיוצרים במגוון רחב של עיצובים ועם פרמטרים שונים. המכונות הנפוצות ביותר כיום הן אלו להרכבה על מסילת DIN (איור 1).

רובי סער AP-50 (איור 3-5) ורבים אחרים ידועים ברבים מימי ברית המועצות. המכונות מיוצרות עם מספר עמודים (קווים לחיבור) מאחד עד ארבעה. יחד עם זאת, מפסקי חשמל דו וארבעה קוטבים יכולים לכלול לא רק קבוצות מגעים מוגנות, אלא גם לא מוגנות, המשמשות בדרך כלל לשבירת הנייטרלי.

הרכב ומבנה של AB

רוב מפסקי החשמל כוללים:

• מנגנון בקרה ידני (משמש להפעלה וכיבוי ידני של המכונה);
• מכשיר מיתוג (סט של אנשי קשר נעים וקבועים);
• מכשירי כיבוי קשת (רשת של לוחות פלדה);
• משחרר.

מכשירי כיבוי קשת מספקים כיבוי ונשיפה של הקשת, שנוצרת כאשר המגעים שדרכם עובר זרם היתר נפתחים (איור 2)

שחרור הוא התקן (חלק ממכונה או מכשיר נוסף) המחובר באופן מכני למנגנון AB ומבטיח את פתיחת המגעים שלו.

המפסק מכיל בדרך כלל שני משחררים.

השחרור הראשון - מגיב לעומס רשת ארוך טווח אך קטן (שחרור תרמי). בדרך כלל מכשיר זה מבוסס על לוח דו-מתכתי, אשר בהשפעת זרם העובר דרכה מתחמם בהדרגה ומשנה את תצורתו. בסופו של דבר היא לוחצת כלפי מטה על מנגנון השמירה, שמשחרר ופותח את המגע הקפיץ.

המהדורה השנייה היא מה שמכונה "אלקטרומגנטית". הוא מספק תגובה מהירה של ה-AV לקצר חשמלי. מבחינה מבנית, שחרור זה הוא סולנואיד, שבתוך הסליל שלו יש ליבה קפיצית עם סיכה הנשענת על מגע כוח נע.

הפיתול מחובר בסדרה. במהלך קצר חשמלי, הזרם בו גדל בחדות, עקב כך השטף המגנטי גדל. במקרה זה, ההתנגדות של הקפיץ מתגברת, והליבה פותחת את המגע.

פרמטרים של AB

הפרמטר הראשון הוא המתח המדורג. מכונות אוטומטיות מיוצרות לזרם ישר בלבד ולזרם חילופין וישר. מפסקי זרם DC לשימוש כללי הם די נדירים. ברשתות ביתיות ותעשייתיות, AVs משמשים בעיקר לזרם חילופין וישר. לרוב, נעשה שימוש ב-AVs עם מתח מדורג של 400V, 50Hz.

הפרמטר השני הוא הזרם המדורג (In). זהו זרם ההפעלה שהמכונה מעבירה דרכה בעצמה במצב ארוך טווח. טווח הדירוגים הרגיל (באמפר) הוא 6-10-16-20-25-32-40-50-63.

הפרמטר השלישי הוא יכולת השבירה, יכולת המיתוג האולטימטיבית (UCC). זהו זרם הקצר המרבי שבו המכונה יכולה לפתוח את המעגל מבלי להיהרס. הסדרה הרגילה של ערכי דרכון PKS (בקילואמפר) היא 4.5-6-10. במתח של 220 וולט, זה מתאים להתנגדות רשת (R=U/I) של 0.049 אוהם, 0.037 אוהם, 0.022 אוהם.

ככלל, ההתנגדות של חוטי חשמל ביתיים יכולה להגיע ל-0.5 אוהם; זרם קצר של 10 kA אפשרי רק בסביבה הקרובה של תחנת משנה חשמלית. לכן, ה-PKS הנפוצים ביותר הם 4.5 או 6 kA. מפסקי חשמל עם PKS 10 kA משמשים בעיקר ברשתות תעשייתיות.

הפרמטר הרביעי המאפיין את ה-AB הוא זרם ההגדרה (הגדרה) של השחרור התרמי. פרמטר זה עבור מכונות שונות נע בין 1.13 ל-1.45 מהזרם הנקוב. ציינו שכאשר הזרם הנקוב עובר, מובטחת פעולה לטווח ארוך של המעגל עם AV.

ההגדרה של השחרור התרמי גדולה מהערך הנומינלי; הזרם בפועל שמגיע לערך שנקבע הוא שיגרום למכונה לכבות. יש לציין כי מכונות אוטומטיות של התקופה הסובייטית מספקות התאמה ידנית של הגדרת ההגנה התרמית (איור 5). גישה לבורג הכוונון אינה אפשרית במכונות המותקנות על מסילת DIN.

הפרמטר החמישי של מפסק החשמל הוא זרם ההגדרה של השחרור האלקטרומגנטי. פרמטר זה קובע את כפולת העודפים של הזרם המדורג שבו ה-AV יפעל כמעט באופן מיידי, וגיב לקצר חשמלי.

מאפיין חשוב של המכונה הוא התלות של זמן התגובה בזרם (איור 6). תלות זו מורכבת משני אזורים. הראשון הוא תחום האחריות של הגנה תרמית. הייחודיות שלו היא ירידה הדרגתית בזמן שלוקח לזרם לעבור לפני מעידה. זה מובן - ככל שהזרם גבוה יותר, כך הצלחת הדו-מתכתית מתחממת מהר יותר והמגע נפתח.

אם הזרם גבוה מאוד (קצר חשמלי), השחרור האלקטרומגנטי מופעל כמעט באופן מיידי (בתוך 5-20 אלפיות השנייה). זהו האזור השני בתרשים שלנו.

על פי הגדרת השחרור האלקטרומגנטי, כל המכונות האוטומטיות מחולקות למספר סוגים:

• A בעיקר להגנה על מעגלים אלקטרוניים ומעגלים למרחקים ארוכים;
• B עבור מעגלי תאורה קונבנציונליים;
• C למעגלים עם זרמי התחלה מתונים (מנועים ושנאים של מכשירי חשמל ביתיים);
• D עבור מעגלים בעלי עומסים אינדוקטיביים גדולים, עבור מנועים חשמליים תעשייתיים;
• K לעומסים אינדוקטיביים;
• Z עבור מכשירים אלקטרוניים.

הנפוצים ביותר הם B, C ו-D.

מאפיין B - משמש לרשתות למטרות כלליות, במיוחד כאשר יש צורך להבטיח סלקטיביות של הגנה. השחרור האלקטרומגנטי מוגדר לפעול ביחס זרם של 3 עד 5 ביחס לערך הנומינלי.

בעת חיבור עומסים פעילים בלבד (נורות ליבון, תנורי חימום...), זרמי ההתחלה כמעט שווים לזרמי הפעולה. עם זאת, בעת חיבור מנועים חשמליים (אפילו מקררים ושואבי אבק), זרמי ההתנעה יכולים להיות משמעותיים ולגרום לפעולה כוזבת של המכונה בעלת המאפיין המדובר.

הנפוצים ביותר הם מכונות אוטומטיות עם מאפיין C. הם די רגישים, ובו בזמן לא נותנים אזעקות שווא בעת הפעלת מנועים של מכשירי חשמל ביתיים. מתג כזה פועל לפי 5-10 מהערך הנומינלי. מכונות כאלה נחשבות אוניברסליות ומשמשות בכל מקום, כולל מתקנים תעשייתיים.

מאפיין D הוא ההגדרה של השחרור האלקטרומגנטי עבור 10 - 14 דירוגי זרם. בדרך כלל יש צורך בערכים כאלה בעת שימוש במנועים אסינכרוניים. ככלל, מפסקי זרם עם מאפיין D משמשים בתכנון שלושה או ארבעה קוטבים כדי להגן על רשתות תעשייתיות.

כאשר משתמשים במפסקים יחד, אתה צריך להבין את הרעיון של הגנה סלקטיבית. בניית ההגנה הסלקטיבית מבטיחה שמפסקים הממוקמים קרוב יותר למקום התאונה יופעלו, בעוד שמפסקים חזקים יותר הממוקמים קרוב יותר למקור המתח לא אמורים לפעול. כדי להשיג זאת, מכונות רגישות ומהירות יותר מותקנות קרוב יותר לצרכנים.

מאמר זה ממשיך סדרה של פרסומים בנושא התקני הגנה חשמליים- מפסקי זרם, RCDs, מכשירים אוטומטיים, שבהם ננתח בפירוט את המטרה, התכנון והעיקרון של פעולתם, כמו גם נשקול את המאפיינים העיקריים שלהם וננתח בפירוט את החישוב והבחירה של התקני הגנה חשמליים. סדרת מאמרים זו תושלם על ידי אלגוריתם שלב אחר שלב, בו יידון האלגוריתם המלא לחישוב ובחירת מפסקי זרם ו-RCD בקצרה, סכמטית וברצף הגיוני.

כדי לא לפספס את יציאתם של חומרים חדשים בנושא זה, הירשם לניוזלטר, טופס ההרשמה נמצא בתחתית מאמר זה.

ובכן, במאמר זה נבין מהו מפסק, למה הוא מיועד, איך הוא עובד ואיך הוא עובד.

מפסק חשמל(או בדרך כלל רק "מכונה") הוא התקן מיתוג מגע שנועד להפעיל ולכבות (כלומר, למיתוג) מעגל חשמלי, להגן על כבלים, חוטים וצרכנים (מכשירים חשמליים) מפני זרמי עומס יתר וזרמי קצר חשמליים.

הָהֵן. המפסק מבצע שלוש פונקציות עיקריות:

1) מיתוג מעגלים (מאפשר לך להפעיל ולכבות קטע מסוים של המעגל החשמלי);

2) מספק הגנה מפני זרמי עומס יתר, כיבוי המעגל המוגן כאשר זרם העולה על הזרימה המותרת זורם בו (לדוגמה, בעת חיבור מכשיר או מכשירים רבי עוצמה לקו);

3) מנתק את המעגל המוגן מרשת האספקה ​​כאשר מתרחשים בו זרמי קצר חשמלי גדולים.

לפיכך, אוטומטים מבצעים את הפונקציות בו זמנית הֲגָנָהופונקציות הַנהָלָה.

על פי התכנון, מיוצרים שלושה סוגים עיקריים של מפסקים:

— מפסקי אוויר (משמש בתעשייה במעגלים בעלי זרמים גבוהים של אלפי אמפר);

— מפסקי חשמל מארז יצוק (תוכנן למגוון רחב של זרמי פעולה מ-16 עד 1000 אמפר);

— מפסקים מודולריים , המוכר לנו ביותר, אליו אנו רגילים. הם נמצאים בשימוש נרחב בחיי היומיום, בבתים ובדירות שלנו.

הם נקראים מודולריים מכיוון שהרוחב שלהם סטנדרטי ובהתאם למספר הקטבים הוא כפולה של 17.5 מ"מ; סוגיה זו תידון ביתר פירוט במאמר נפרד.

אתה ואני, בדפי האתר, נשקול מפסקים מודולריים והתקני זרם שייר.

עיצוב ועיקרון הפעולה של מפסק.

השחרור התרמי אינו פועל מיד, אלא לאחר זמן מה, ומאפשר לזרם עומס היתר לחזור לערכו הרגיל. אם במהלך תקופה זו הזרם אינו פוחת, השחרור התרמי מופעל, ומגן על מעגל הצרכן מפני התחממות יתר, התכה של בידוד ואש חיווט אפשרי.

עומס יתר יכול להיגרם על ידי חיבור התקנים רבי עוצמה לקו העולים על ההספק הנקוב של המעגל המוגן. לדוגמה, כאשר מחברים לקו תנור חימום חזק מאוד או כיריים חשמליות עם תנור (בהספק העולה על ההספק התכנוני של הקו), או מספר צרכנים חזקים בו זמנית (כיריים חשמליות, מזגן, מכונת כביסה, דוד , קומקום חשמלי וכו'), או מספר גדול בו-זמנית כלולים מכשירים.

במקרה של קצר חשמלי הזרם במעגל גדל באופן מיידי, השדה המגנטי המושרה בסליל על פי חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית מזיז את הליבה הסולנואידית, מה שמפעיל את מנגנון השחרור ופותח את מגעי הכוח של מפסק החשמל (כלומר, מגעים נעים וקבועים). הקו נפתח, ומאפשר לך להסיר את החשמל ממעגל החירום ולהגן על המכונה עצמה, על החיווט החשמלי ועל המכשיר החשמלי הסגור מפני שריפה והרס.

השחרור האלקטרומגנטי פועל כמעט באופן מיידי (כ-0.02 שניות), בניגוד לזה התרמי, אך בערכי זרם גבוהים משמעותית (מ-3 ערכי זרם נקובים או יותר), כך שלחיווט החשמל אין זמן להתחמם עד טמפרטורת ההתכה של הבידוד.

כאשר מגעים של מעגל נפתחים וזרם חשמלי עובר דרכו, נוצרת קשת חשמלית, וככל שהזרם במעגל גדול יותר, כך הקשת חזקה יותר. קשת חשמלית גורמת לשחיקה והרס של מגעים. כדי להגן על המגעים של המפסק מהשפעתו ההרסנית, הקשת המתרחשת ברגע שהמגעים נפתחים מופנית לעבר מצנח קשת (המורכב מלוחות מקבילים), שם הוא מועך, מרטיב, מתקרר ונעלם. כאשר קשת בוערת, נוצרים גזים; הם יוצאים מגוף המכונה דרך חור מיוחד.

לא מומלץ להשתמש במכונה כמפסק זרם רגיל, במיוחד אם היא כבויה כאשר עומס חזק מחובר (כלומר, עם זרמים גבוהים במעגל), שכן הדבר יאיץ את ההרס והשחיקה של המגעים.

אז בואו נסכם:

- המפסק מאפשר לך להחליף את המעגל (על ידי הזזת ידית הבקרה למעלה, המכונה מחוברת למעגל; על ידי הזזת הידית למטה, המכונה מנתקת את קו האספקה ​​ממעגל העומס);

- בעל שחרור תרמי מובנה המגן על קו העומס מפני זרמי עומס יתר, הוא אינרציאלי ונעלם לאחר זמן מה;

- בעל שחרור אלקטרומגנטי מובנה המגן על קו העומס מפני זרמי קצר חשמלי גבוהים ופועל כמעט באופן מיידי;

- מכיל תא לכיבוי קשת המגן על מגעי כוח מפני ההשפעות ההרסניות של קשת אלקטרומגנטית.

ניתחנו את התכנון, המטרה ועיקרון הפעולה.

במאמר הבא נבחן את המאפיינים העיקריים של מפסק שעליכם לדעת בעת בחירת אחד.

תראה עיצוב ועיקרון הפעולה של המפסקבפורמט וידאו:

מאמרים שימושיים

מפסקי חשמל הם מכשירים שתפקידם להגן על קו חשמלי מפני נזק בהשפעת זרמים גדולים. זה יכול להיות זרמי יתר של קצר חשמלי או פשוט זרימה חזקה של אלקטרונים העוברת דרך הכבל במשך זמן רב למדי וגורמת לו להתחמם יתר על המידה עם התכה נוספת של הבידוד. המפסק במקרה זה מונע השלכות שליליות על ידי ניתוק אספקת הזרם למעגל. בעתיד, כאשר המצב יחזור לקדמותו, ניתן יהיה להפעיל את המכשיר מחדש באופן ידני.

פונקציות מפסק זרם

התקני הגנה מתוכננים לבצע את המשימות העיקריות הבאות:

• מיתוג מעגלים חשמליים (אפשרות לניתוק האזור המוגן במקרה של בעיות חשמל).
• ביטול האנרגיה של המעגל המופקד כאשר מתרחשים בו זרמי קצר.
• הגנה על הקו מעומסי יתר כאשר זרם מופרז עובר דרך המכשיר (זה קורה כאשר ההספק הכולל של המכשירים חורג מהמקסימום המותר).

בקיצור, AVs מבצעים בו זמנית פונקציות הגנה ובקרה.

סוגים עיקריים של מתגים

ישנם שלושה סוגים עיקריים של AVs, שונים זה מזה בעיצובם ומיועדים לעבוד עם המון בגדלים שונים:

• מודולרי. הוא קיבל את שמו בגלל הרוחב הסטנדרטי שלו, כפולה של 1.75 ס"מ. הוא מיועד לזרמים קטנים ומותקן ברשתות חשמל ביתיות, לבית או לדירה. ככלל, מדובר במפסק חד-קוטבי או דו-קוטבי.
• ללהק. כך נקרא בגלל גוף השחקנים. יכול לעמוד עד 1000 אמפר ומשמש בעיקר ברשתות תעשייתיות.
• מוֹטָס. מיועד לעבוד עם זרמים של עד 6300 אמפר. לרוב מדובר במכונה בעלת שלושה קוטבים, אך כעת מיוצרים מכשירים מסוג זה גם עם ארבעה קטבים.

מפסק מגן חד פאזי הוא מפסק הנפוץ ביותר ברשתות ביתיות. זה מגיע בסוגים 1 ו-2 מוטים. במקרה הראשון, רק מוליך הפאזה מחובר למכשיר, ובמקרה השני מחובר גם המוליך הנייטרלי.

בנוסף לסוגים המפורטים, ישנם גם התקני זרם שיורי, המסומנים על ידי הקיצור RCD, ומפסקים דיפרנציאליים.

הראשונים אינם יכולים להיחשב AVs מן המניין; המשימה שלהם היא לא להגן על המעגל והמכשירים הכלולים בו, אלא למנוע התחשמלות כאשר אדם נוגע בשטח פתוח. מפסק דיפרנציאלי הוא AV ו-RCD המשולבים במכשיר אחד.

איך מסודרים מפסקי חשמל?

הבה נבחן בפירוט את המכשיר של מפסק החשמל. גוף המכונה עשוי מחומר דיאלקטרי. הוא מורכב משני חלקים, המחוברים זה לזה עם מסמרות. אם יש צורך לפרק את חלק הדיור, המסמרות נקדחו החוצה, והגישה לאלמנטים הפנימיים של מפסק החשמל נפתחת. אלו כוללים:

• מסופי בורג.
• מוליכים גמישים.
• ידית שליטה.
• מגע נייד וקבוע.
• שחרור אלקטרומגנטי, שהוא סולנואיד עם ליבה.
• שחרור תרמי הכולל פלטה דו מתכתית ובורג כוונון.
• שקע גז.

בצד האחורי, נתיך המגן האוטומטי מצויד במנעול מיוחד, איתו הוא מותקן על מסילת DIN.

האחרון הוא מסילת מתכת ברוחב 3.5 ס"מ, שעליה מותקנים מכשירים מודולריים, כמו גם כמה סוגים של מונים חשמליים. כדי לחבר את המכונה למסילה, יש להכניס את גוף התקן המגן על חלקו העליון, ולאחר מכן להצמיד את התפס על ידי לחיצה על החלק התחתון של המכשיר. ניתן להסיר את המפסק ממסילת ה-DIN על ידי הרמת התפס מלמטה.

מנעול המתג המודולרי עשוי להיות הדוק מאוד. כדי לחבר מכשיר כזה למסילת DIN, תחילה עליך להרים את התפס מלמטה ולהניח את התקן המגן במקום המחבר, ולאחר מכן לשחרר את אלמנט הקיבוע.

אתה יכול לעשות את זה פשוט יותר - בעת הצמדת התפס, לחץ בחוזקה על החלק התחתון שלו עם מברג.

ברור מדוע יש צורך במפסק זרם בסרטון:

עקרון הפעולה של מפסק זרם

עכשיו בואו נבין כיצד פועל מפסק הרשת. הוא מחובר על ידי הרמת ידית הבקרה כלפי מעלה. כדי לנתק את ה-AB מהרשת, הידית מורידה למטה.

כאשר מפסק ההגנה החשמלי פועל במצב רגיל, הזרם החשמלי כאשר ידית הבקרה מורמת למעלה מסופק למכשיר דרך כבל החשמל המחובר למסוף העליון. זרימת האלקטרונים עוברת למגע הקבוע, וממנו אל הנע.

לאחר מכן, דרך מוליך גמיש, הזרם זורם לסולנואיד של השחרור האלקטרומגנטי. ממנו, החשמל עובר דרך מוליך גמיש שני לצלחת דו מתכתית הכלולה בשחרור התרמי. לאחר שעברה לאורך הצלחת, זרימת האלקטרונים דרך הטרמינל התחתון עוברת לרשת המחוברת.

תכונות של שחרור תרמי

כאשר הזרם במעגל בו מותקן המפסק חורג מדירוג המכשיר, נוצר עומס יתר. זרימת אלקטרונים בעלת הספק גבוה, העוברת דרך לוח דו מתכתי, משפיעה עליה תרמית, הופכת אותה לרכה יותר וגורמת לה להתכופף לעבר האלמנט המנתק. כאשר האחרון בא במגע עם הצלחת, המכונה מופעלת ואספקת הזרם למעגל נעצרת. לפיכך, הגנה תרמית מסייעת במניעת חימום יתר של המוליך, מה שעלול להוביל להתכה של שכבת הבידוד ולכשל בחיווט.

חימום הצלחת הדו-מתכתית במידה כזו שהיא מתכופפת ומפעילה את ה-AB מתרחשת במשך פרק זמן מסוים. זה תלוי בכמה הזרם עולה על הדירוג של המכונה, ויכול לקחת כמה שניות או שעה.

השחרור התרמי מופעל אם הזרם במעגל חורג מהערך הנומינלי של המכונה ב-13% לפחות. לאחר שהרצועה הדו-מתכתית התקררה והזרם הנוכחי התנורמל, ניתן להפעיל שוב את התקן המגן.

ישנו פרמטר נוסף שיכול להשפיע על פעולת ה-AV בהשפעת שחרור תרמי - זוהי טמפרטורת הסביבה.

אם האוויר בחדר בו מותקן המכשיר נמצא בטמפרטורה גבוהה, הפלטה תתחמם עד לגבול הכשל מהר מהרגיל ויכולה להכשיל גם עם עלייה קלה בזרם. לעומת זאת, אם הבית קר, הצלחת תתחמם לאט יותר, והזמן לפני כיבוי המעגל יגדל.

פעולת השחרור התרמי, כאמור, דורשת זמן מסוים, שבמהלכו זרם המעגל יכול לחזור לקדמותו. אז עומס היתר ייעלם והמכשיר לא יכבה. אם עוצמת הזרם החשמלי לא יורדת, המכונה מבטלת את האנרגיה של המעגל, מונעת התכה של שכבת הבידוד ומונעת מהכבל להתלקח.

הסיבה לעומס יתר היא לרוב הכללה במעגל של מכשירים שההספק הכולל שלהם עולה על ההספק המחושב עבור קו מסוים.

ניואנסים של הגנה אלקטרומגנטית

שחרור אלקטרומגנטי נועד להגן על הרשת מפני קצרים ושונה בעקרון הפעולה משחרור תרמי. בהשפעת זרמי-על קצרים, נוצר שדה מגנטי רב עוצמה בסולנואיד. הוא מזיז את ליבת הסליל לצד, אשר פותח את מגעי הכוח של התקן המגן, הפועל על מנגנון השחרור. אספקת החשמל לקו מופסקת, ובכך מבטלת את הסיכון של שריפה בחיווט, כמו גם הרס של המתקן הסגור והמפסק.

מכיוון שבמקרה של קצר חשמלי במעגל יש עלייה מיידית בזרם לערך שעלול להוביל לתוצאות חמורות תוך זמן קצר, פעולת המפסק בהשפעת שחרור אלקטרומגנטי מתרחשת במאיות שנייה. נכון, במקרה זה הזרם חייב לחרוג מהערך הנומינלי של ה-AB פי 3 או יותר.

סרטון על מפסקים:

כאשר מגעים של מעגל שדרכו זורם זרם חשמלי נפתחים, מופיעה ביניהם קשת חשמלית שעוצמתה עומדת ביחס ישר לגודל זרם הרשת. יש לו השפעה הרסנית על המגעים, לכן, כדי להגן עליהם, המכשיר כולל תא לכיבוי קשת, שהוא קבוצה של לוחות המותקנות במקביל זה לזה.

במגע עם הלוחות, הקשת שברי, וכתוצאה מכך הטמפרטורה שלה יורדת ומתרחשת הנחתה. גזים הנוצרים כאשר מתרחשת קשת מוסרים מגוף התקן המגן דרך חור מיוחד.

סיכום

במאמר זה דיברנו על מה הם מפסקי זרם, איך המכשירים האלה ועל איזה עיקרון הם עובדים. לבסוף, נאמר שמפסקים אינם מיועדים להתקנה ברשת כמפסקים רגילים. שימוש כזה יוביל במהירות להרס של אנשי הקשר של המכשיר.