Za zaščito gospodinjskih električnih tokokrogov se običajno uporabljajo modularni odklopniki. Kompaktnost, enostavnost namestitve in zamenjave, če je potrebno, pojasnjuje njihovo široko razširjenost.
Navzven je tak stroj ohišje iz toplotno odporne plastike. Na sprednji strani je ročaj za vklop/izklop, na zadnji strani je zapah za montažo na DIN letev, na zgornji in spodnji strani pa so vijačne sponke. V tem članku si bomo ogledali.
Kako deluje odklopnik?
V normalnem načinu delovanja teče skozi stroj tok, ki je manjši ali enak nazivni vrednosti. Napajalna napetost iz zunanjega omrežja se dovaja na zgornjo sponko, ki je povezana s fiksnim kontaktom. Od fiksnega kontakta teče tok do gibljivega kontakta, ki je z njim zaprt, in od njega skozi gibki bakreni vodnik do elektromagnetne tuljave. Po solenoidu se tok dovaja do termičnega sprožilca in po njem do spodnje sponke, na katero je priključeno bremensko omrežje.
V zasilnih načinih odklopnik odklopi zaščiteno vezje tako, da sproži prosti sprožilni mehanizem, ki ga poganja termični ali elektromagnetni sprožilec. Razlog za to delovanje je preobremenitev ali kratek stik.
Toplotno sproščanje je bimetalna plošča, sestavljena iz dveh plasti zlitin z različnimi koeficienti toplotnega raztezanja. Ob prehodu električnega toka se plošča segreje in upogne proti plasti z nižjim koeficientom toplotne razteznosti. Ko je navedena vrednost toka presežena, upogib plošče doseže vrednost, ki zadostuje za aktiviranje mehanizma za sprostitev, in vezje se odpre, kar prekine zaščiteno obremenitev.
Elektromagnetna sprostitev je sestavljen iz solenoida s premičnim jeklenim jedrom, ki ga drži vzmet. Ko je določena vrednost toka presežena, se po zakonu elektromagnetne indukcije v tuljavi inducira elektromagnetno polje, pod vplivom katerega se jedro vleče v tuljavo solenoida, premaga upor vzmeti in sproži sprostitev mehanizem. Pri normalnem delovanju se v tuljavi inducira tudi magnetno polje, vendar njegova jakost ni dovolj, da bi premagala upor vzmeti in umaknila jedro.
Kako deluje stroj v načinu preobremenitve?
Način preobremenitve se pojavi, ko tok v tokokrogu, priključenem na odklopnik, preseže nazivno vrednost, za katero je odklopnik zasnovan. V tem primeru povečan tok, ki poteka skozi toplotno sprostitev, povzroči zvišanje temperature bimetalne plošče in s tem povečanje njenega upogibanja, dokler se ne aktivira sprožilni mehanizem. Stroj se izklopi in odpre tokokrog.
Toplotna zaščita ne deluje takoj, saj bo trajalo nekaj časa, da se bimetalni trak segreje. Ta čas se lahko razlikuje glede na velikost presežnega toka od nekaj sekund do ene ure.
Ta zakasnitev vam omogoča, da se izognete izpadom električne energije med naključnimi in kratkotrajnimi povečanji toka v tokokrogu (na primer pri vklopu elektromotorjev, ki imajo visoke zagonske tokove).
Najmanjša vrednost toka, pri kateri mora delovati toplotni sprožilec, je nastavljena s pomočjo nastavitvenega vijaka pri proizvajalcu. Običajno je ta vrednost 1,13-1,45-krat višja od vrednosti, navedene na nalepki stroja.
Na velikost toka, pri katerem bo toplotna zaščita delovala, vpliva tudi temperatura okolja. V vroči sobi se bimetalni trak segreje in upogne, dokler se ne sproži pri nižjem toku. In v prostorih z nizkimi temperaturami je lahko tok, pri katerem bo delovala toplotna sprostitev, višji od dovoljenega.
Razlog za preobremenitev omrežja je priključitev nanj porabnikov, katerih skupna moč presega računsko moč varovanega omrežja. Hkratno aktiviranje različnih vrst močnih gospodinjskih aparatov (klimatska naprava, električni štedilnik, pralni stroj, pomivalni stroj, likalnik, električni kotliček itd.) lahko povzroči sprožitev toplotnega sprožilca.
V tem primeru se odločite, katere porabnike lahko onemogočite. In ne hitite znova vklopiti stroja. Še vedno ga ne boste mogli nagniti v delovni položaj, dokler se ne ohladi in se bimetalna sprostitvena plošča vrne v prvotno stanje. Zdaj veš med preobremenitvami
Kako deluje stroj v načinu kratkega stika?
V primeru kratkega stika je drugače. Med kratkim stikom se tok v tokokrogu močno in večkrat poveča do vrednosti, ki lahko stopijo ožičenje ali bolje rečeno izolacijo električne napeljave. Da bi preprečili takšen razvoj dogodkov, je treba verigo takoj prekiniti. Natančno tako deluje elektromagnetni sprožilec.
Elektromagnetni sprožilec je elektromagnetna tuljava, ki vsebuje jekleno jedro, ki ga vzmet drži v fiksnem položaju.
Večkratno povečanje toka v navitju solenoida, ki se pojavi med kratkim stikom v tokokrogu, povzroči sorazmerno povečanje magnetnega pretoka, pod vplivom katerega se jedro vleče v tuljavo solenoida in premaga upor vzmet in pritisne sprostitveno palico mehanizma za sprostitev. Napajalni kontakti stroja se odprejo in prekinejo napajanje zasilnega dela tokokroga.
Tako delovanje elektromagnetnega sprožilca ščiti električno napeljavo, zaprto električno napravo in sam stroj pred požarom in uničenjem. Njegov odzivni čas je približno 0,02 sekunde, električna napeljava pa se nima časa segreti do nevarnih temperatur.
V trenutku, ko se napajalni kontakti stroja odprejo, ko skozi njih teče velik tok, se med njimi pojavi električni oblok, katerega temperatura lahko doseže 3000 stopinj.
Za zaščito kontaktov in drugih delov stroja pred uničujočimi učinki tega obloka je v zasnovi stroja predvidena komora za gašenje obloka. Obločna komora je mreža niza kovinskih plošč, ki so med seboj izolirane.
Oblok nastane na mestu, kjer se kontakt odpre, nato pa se en konec premika skupaj s premičnim kontaktom, drugi pa drsi najprej vzdolž fiksnega kontakta, nato pa vzdolž vodnika, ki je nanj povezan, kar vodi do zadnje stene obloka. komora za gašenje obloka.
Tam se razdeli (zdrobi) na plošče komore za gašenje obloka, oslabi in ugasne. Na dnu stroja so posebne odprtine za odstranjevanje plinov, ki nastanejo med zgorevanjem obloka.
Če se stroj ob sprožitvi elektromagnetnega sprožilca izklopi, ne boste mogli uporabljati električne energije, dokler ne najdete in odpravite vzroka kratkega stika. Najverjetneje je vzrok okvara enega od porabnikov.
Odklopite vse porabnike in poskusite vklopiti stroj. Če vam uspe in stroj ne brcne, je res kriv eden od potrošnikov in le ugotoviti morate, kateri. Če se stroj ponovno pokvari tudi z odklopljenimi porabniki, potem je vse veliko bolj zapleteno in imamo opravka z razpadom izolacije napeljave. Morali bomo poiskati, kje se je to zgodilo.
Tako je v raznih izrednih razmerah.
Če je izklop odklopnika za vas postal stalni problem, ga ne poskušajte rešiti z namestitvijo odklopnika z višjim nazivnim tokom.
Stroji so nameščeni ob upoštevanju preseka vaše napeljave, zato večji tok v vašem omrežju preprosto ni dovoljen. Rešitev težave lahko najdete šele po popolnem pregledu električnega sistema vašega doma s strani strokovnjakov.
Glavni namen odklopnikov je, da se uporabljajo kot zaščitne naprave pred tokovi kratkega stika in preobremenitvenimi tokovi. Prevladuje povpraševanje po modularnih odklopnikih serije BA. V tem članku si bomo ogledali Serija BA47-29 iz iek.
Zaradi svoje kompaktne zasnove (enotne širine modulov), enostavne namestitve (montaža na DIN letev s posebnimi zapahi) in vzdrževanja se pogosto uporabljajo v domačih in industrijskih okoljih.
Najpogosteje se avtomatski stroji uporabljajo v omrežjih z relativno majhnimi delovnimi in kratkostičnimi tokovi. Telo stroja je izdelano iz dielektričnega materiala, kar omogoča namestitev na javno dostopna mesta.
Zasnova odklopnika in načela njihovega delovanja so podobna, razlike so, kar je pomembno, v materialu komponent in kakovosti montaže. Resni proizvajalci uporabljajo le visokokakovostne električne materiale (baker, bron, srebro), obstajajo pa tudi izdelki s komponentami iz materialov z »lahkimi« lastnostmi.
Original od ponaredka najlažje ločimo po ceni in teži: original ne more biti poceni in lahek, če ima bakrene komponente. Teža strojev z blagovno znamko je določena z modelom in ne sme biti lažja od 100 - 150 g.
Strukturno je modularni odklopnik izdelan v pravokotnem ohišju, sestavljenem iz dveh polovic, pritrjenih skupaj. Na sprednji strani stroja so navedene njegove tehnične lastnosti in ročaj za ročno upravljanje.
Kako deluje odklopnik - glavni delovni deli odklopnika
Če razstavite telo (za kar morate izvrtati polovice zakovice, ki ga povezujejo), lahko vidite in pridobite dostop do vseh njegovih komponent. Razmislimo o najpomembnejših od njih, ki zagotavljajo normalno delovanje naprave.
- 1. Zgornji terminal za povezavo;
- 2. Fiksni napajalni kontakt;
- 3. Premični napajalni kontakt;
- 4. Obločna komora;
- 5. Gibki vodnik;
- 6. Elektromagnetni sprožilec (tuljava z jedrom);
- 7. Ročaj za nadzor;
- 8. Toplotna sprostitev (bimetalna plošča);
- 9. Vijak za nastavitev termičnega sproščanja;
- 10. Spodnji terminal za povezavo;
- 11. Luknja za izstop plinov (ki nastanejo pri gorenju obloka).
Elektromagnetna sprostitev
Funkcionalni namen elektromagnetnega sprožilca je zagotoviti skoraj takojšnje delovanje odklopnika, ko v zaščitenem tokokrogu pride do kratkega stika. V tem primeru se v električnih tokokrogih pojavijo tokovi, katerih velikost je tisočkrat večja od nominalne vrednosti tega parametra.
Čas delovanja stroja določajo njegove časovno-tokovne značilnosti (odvisnost časa delovanja stroja od trenutne vrednosti), ki so označene z indeksi A, B ali C (najpogostejši).
Vrsta karakteristike je navedena v parametru nazivnega toka na ohišju stroja, na primer C16. Pri podanih karakteristikah se odzivni čas giblje od stotink do tisočink sekunde.
Zasnova elektromagnetnega sprožilca je solenoid z vzmetnim jedrom, ki je povezan s premičnim napajalnim kontaktom.
Električno je elektromagnetna tuljava zaporedno povezana z verigo, ki jo sestavljajo napajalni kontakti in termični sprožilec. Ko je stroj vklopljen in je nazivna vrednost toka, tok teče skozi elektromagnetno tuljavo, vendar je velikost magnetnega pretoka majhna, da se jedro umakne. Napajalni kontakti so zaprti in s tem je zagotovljeno normalno delovanje varovane instalacije.
Med kratkim stikom močno povečanje toka v solenoidu povzroči sorazmerno povečanje magnetnega pretoka, ki lahko premaga delovanje vzmeti in premakne jedro in z njim povezan gibljivi kontakt. Gibanje jedra povzroči odpiranje napajalnih kontaktov in izklop zaščitenega voda.
Toplotno sproščanje
Termični sprožilec opravlja funkcijo zaščite pri rahlem prekoračitvi dovoljene vrednosti toka, vendar deluje relativno dolgo.
Termični sprožilec je zakasnjen; ne odziva se na kratkotrajne tokovne prenapetosti. Odzivni čas te vrste zaščite je urejen tudi s časovno-tokovnimi karakteristikami.
Vztrajnost toplotnega sprožilca omogoča izvajanje funkcije zaščite omrežja pred preobremenitvijo. Strukturno je toplotna sprostitev sestavljena iz bimetalne plošče, nameščene v konzoli v ohišju, katere prosti konec deluje z mehanizmom za sprostitev prek vzvoda.
Električno je bimetalni trak zaporedno povezan s tuljavo elektromagnetnega sprožilca. Ko je stroj vklopljen, teče tok v serijskem vezju in segreva bimetalno ploščo. To povzroči, da se njegov prosti konec premakne v neposredni bližini vzvoda sprostitvenega mehanizma.
Ko so dosežene trenutne vrednosti, določene v časovno-tokovnih karakteristikah, in po določenem času se plošča pri segrevanju upogne in pride v stik z ročico. Slednji prek mehanizma za sprostitev odpre napajalne kontakte - omrežje je zaščiteno pred preobremenitvijo.
Tok toplotne sprostitve se nastavi z vijakom 9 med postopkom montaže. Ker je večina strojev modularnih in so njihovi mehanizmi zaprti v ohišju, preprostemu električarju ni mogoče narediti takšnih prilagoditev.
Napajalni kontakti in obločni žleb
Odpiranje močnostnih kontaktov, ko skozi njih teče tok, povzroči nastanek električnega obloka. Moč obloka je običajno sorazmerna s tokom v preklopnem tokokrogu. Močnejši kot je oblok, bolj uničuje napajalne kontakte in poškoduje plastične dele ohišja.
IN naprava za odklopnik Komora za dušenje obloka omejuje delovanje električnega obloka v lokalnem volumnu. Nahaja se v območju napajalnega kontakta in je izdelan iz pobakrenih vzporednih plošč.
V komori lok razpade na majhne dele, zadene plošče, se ohladi in preneha obstajati. Plini, ki se sproščajo ob gorenju obloka, se odstranijo skozi luknje na dnu komore in ohišja stroja.
Naprava za odklopnik in zasnova obločnega žleba določata povezavo moči z zgornjimi fiksnimi močnostnimi kontakti.
Znotraj stanovanjske napeljave naših staršev so bili pogosto uporabljeni vtiči, katerih tanki žični vložki so preprosto izgoreli zaradi povečanih tokov, ki so potekali skozi njih.
Postopoma so jih zamenjala avtomatska stikala z večjimi tehničnimi zmogljivostmi.
V času Sovjetske zveze so bili nameščeni v dostopnih razdelilnih ploščah za določeno skupino potrošnikov.
Številne takšne strukture so zelo zanesljive in delujejo brez napak več desetletij.
Zdaj so bili podvrženi manjšim konstrukcijskim spremembam, delujejo v vsaki stanovanjski plošči, imajo različne funkcije in so namenjeni odklopu določenih bremen. Članek ponuja pregled naprav obstoječih modelov in pravila za njihovo izbiro za posamezno ožičenje.
Namen
Avtomatska stikala, ki se uporabljajo v vsakdanjem življenju, so ustvarjena za celovito reševanje naslednjih težav:
- zanesljiv prenos nazivnega bremenskega toka med dolgotrajnim delovanjem;
- stalno vzdrževanje napetostnega potenciala gospodinjskega omrežja brez kršitve njegove izolacije;
- možnost ročnega nadzora stanja napajalnega kontakta;
- avtomatska izbira trenutka nastanka nesreče v povezanem tokokrogu;
- zmožnost zaščite, da zazna trenutek nastanka preobremenitve in ustvari zakasnitev zahtevanega časa varnega delovanja, po katerem se odvzame napajanje priključenih porabnikov;
- samodejno odpravljanje tokov kratkega stika v najkrajšem možnem času.
Gospodinjski stroji so ustvarjeni za delovanje v enofaznem omrežju 220 V ali trifaznem omrežju 380 V. Med njimi so modeli, namenjeni za delovanje v tokokrogih:
- DC;
- spremenljivi sinusni harmoniki 50/60 Hz;
- obe vrsti napetosti.
Lahko so izdelani v enolinijski ali večfazni izvedbi.
Odklopnike v domači napeljavi je mogoče vklopiti samo ročno s pritiskom na gumb in jih je mogoče izklopiti na dva načina:
- človeško delovanje;
- delovanje vgrajenih zaščit.
Zaščita odklopnika
Tok obremenitve poteka skozi zasnovo katerega koli modela. Njegovo vrednost nenehno spremljajo merilni organi in analizirajo z logiko. Zaščita je sestavljena iz dveh stopenj:
- toplotno sproščanje;
- elektromagnetni izklop.
Vsak od njih lahko deluje neodvisno, ne glede na stanje drugega.
Kako deluje toplotni sprožilec?
Glavni del je bimetalna plošča, skozi katero nenehno teče fazni tok, ki ga segreva. Temperatura bimetala je odvisna od električne energije, ki prehaja skozi njega, in trajanja izpostavljenosti.
Bimetalni trak se uporablja kot zapah za sprožilni mehanizem, njegovo stanje pa je odvisno od stopnje segrevanja. Ko je dosežena kritična vrednost, se ustvari upogib, ki prekine napajalni kontakt stikala, da odvzame napajanje porabnikom.
Po takem izklopu ne bo mogoče uporabiti napetosti s pritiskom na gumb za vklop, dokler se bimetal ne ohladi in vrne v prvotno stanje.
Kako deluje izklopni solenoid?
Tok bremena teče skozi navitje tuljave. Če njegova vrednost doseže hitrost odziva, se premična armatura pritegne na spodnji pol z ostrim udarcem, hkrati pa prekine močnostni kontakt stikala.
Strojna naprava
Tipična zasnova enega od mnogih modelov je prikazana v razdelku na sliki.
Dohodni fazni vodnik je priključen na sponko zgornje vpenjalne naprave, odhodni fazni vodnik pa na spodnjo sponko. Ko je napajalni kontakt vklopljen, gre tok skozi gibljivo zgornjo povezavo do bimetalne plošče, ki krmili mehanizem za sprostitev. Nato teče skozi navitje solenoida do stacionarnega močnostnega kontakta, na katerega je premični kontakt, povezan s spodnjo gibko povezavo z izhodno objemko, pritisnjen z vzmetmi.
Ko se električni tokokrog prekine pod obremenitvijo, vedno nastane oblok, katerega velikost je odvisna od moči prekinjenega toka električne energije. Njegov potencial v določenih situacijah lahko izgori kovino na gibljivih in mirujočih kontaktih.
Zato zasnova vključuje napravo za gašenje obloka, ki razdeli oblok na majhne tokove, ki so takoj izpostavljeni nenadnemu ohlajanju. Njihova pot je na sliki prikazana s črnimi kodri.
Nastavitev bimetalnega sprožilca je mogoče nastaviti s položajem vijaka v sprostitvenem mehanizmu, izklopni sprožilec pa je nastavljen v tovarni.
Plastični jezik ročaja prek naprave zložljivih ročic vam omogoča ročno preklop položaja napajalnega kontakta.
Časovno-tokovne karakteristike zaščit odklopnikov
Načelo delovanja odklopne zaščite v avtomatskem načinu je prikazano z grafom, ki na abscisi prikazuje razmerje med zasilnimi tokovi in nazivno vrednostjo Inom, na ordinati pa trajanje izklopa.
Delovno območje toplotnega sproščanja
Če je obremenitev rahlo presežena na 1,1 I nom (nazivni tok), se praktično ustvari način, v katerem se zaustavitev zgodi šele po 10 tisoč sekundah ali približno 2,5 ure. To je razloženo z dejstvom, da so po tem času takšni tokovi sposobni segreti električne žice do kritičnega stanja, ko se v izolacijski plasti začnejo nepovratni procesi.
Do tega trenutka se ohranja ravnotežje med dovajanjem toplote iz prehodne obremenitve skozi električno napeljavo in njenim odvajanjem v okolje.
Na ta način se ustvari rezerva za normalno delovanje porabnikov v primeru kratkotrajnega presežka njihove nazivne moči ali pojava prehodnih procesov, povezanih z zagonom elektromotorjev.
Ko se vrednost preobremenitve poveča, se čas izklopa termičnega sprožilca zmanjša, na primer, s petkratno oceno I se bo izklop bimetala zgodil v obdobju od 0,01 do 1 sekunde.
Območje delovanja izklopnega solenoida
Če je v prejšnji shemi delovalo načelo zagotavljanja rezerve moči za potrošnike, potem je v obravnavanem območju nesprejemljivo. To območje je namenjeno čim hitrejši odpravi kratkih stikov, ki lahko povzročijo nesreče v uravnoteženem elektroenergetskem sistemu, uničijo opremo ali povzročijo požar v hiši.
Večji kot je tok kratkega stika, hitreje mora delovati zaščita. Z večkratnostjo napajanja v sili 60÷80-krat, bi moralo biti kontaktno vezje moči prekinjeno hitreje kot v 10 milisekundah.
Iz zgornjega grafa je razvidno, da imata obe coni skupno območje, znotraj katerega se zaščite medsebojno podpirajo, hitrejša pa izvede izklop.
Tehnične značilnosti odklopnikov za domače ožičenje
Glavni parametri strojev so:
- nazivna vrednost toka;
- vrednost omrežne napetosti;
- različica časovno-tokovne karakteristike;
- število polov;
- selektivne sposobnosti;
- največja preklopna zmogljivost kontaktov;
- razred omejitve toka;
- zasnova ohišja in možnost montaže na din letev.
Kako izbrati stroj glede na nazivni tok
Pri določanju tega parametra je najpomembnejša naloga uspešno vzpostaviti ravnovesje med:
- delovanje zaščitnih parametrov odklopnika;
- skupna moč električnih naprav, ki so hkrati priključene na omrežje;
- tehnične zmogljivosti električne napeljave.
Z drugimi besedami, žice z odklopnikom morajo prenesti tokovno in toplotno obremenitev, ki jo ustvarijo vsi delujoči porabniki, in če je presežena, je treba napajanje izklopiti z zaščito.
Zaporedje izbire odklopnika na podlagi teh značilnosti je prikazano na sliki.
Za hkratno izbiro stroja in ožičenja je priporočljivo izvesti naslednje zaporedje dejanj:
- izračunati največji obremenitveni tok vseh sočasno delujočih električnih sprejemnikov;
- izberite nazivno vrednost stroja glede na standardno območje tokov;
- izberite znamko električnih žic na podlagi materiala bakra ali aluminija in velikosti njihovega prečnega prereza, pri čemer ne pozabite na lastnosti dielektrične plasti.
Kako izbrati stroj glede na časovno-tokovne značilnosti
Glede na hitrost izklopa trenutnega elektromagnetnega izklopa so odklopniki za gospodinjske namene razdeljeni v 3 razrede. Za namene proizvodnje so ustvarjene tri dodatne skupine.
Razred B
Zaščite so namenjene objektom s staro aluminijasto napeljavo, ki napaja žarnice z žarilno nitko, grelnike, električne štedilnike in pečice. Množica tokov je znotraj 3÷5.
Razred C
Optimalno delovanje opreme v sodobnih stanovanjih s pralnim in pomivalnim strojem, pisarniško opremo, zamrzovalniki, svetili z visokimi zagonskimi tokovi. Večkratnost 5÷10.
Razred D
Zaščita močnih motorjev črpalk, kompresorjev, dvigal, obdelovalnih strojev.
V vseh teh razredih delujejo elektromagnetni sprožilci, vendar ne bodo mogli vedno doseči zahtevane hitrosti. Zato odklopnikov razreda D ni mogoče priključiti na porabnike, ki so zasnovani za delo z zaščitnimi razredi C in B.
Kako izbrati stroj glede na selektivnost
V primeru izrednega dogodka mora zaščita delovati po določeni, vnaprej določeni hierarhiji v povezavi z drugimi napravami. Za razlago tega principa je prikazana poenostavljena slika s strojem AB1 v stanovanjski plošči, AB2 v vhodni plošči in AB3 v plošči napajalne transformatorske postaje.
Če je izolacija poškodovana v napravi, priključeni na električno vtičnico v stanovanju, lahko vse te zaščite delujejo. Vendar je pravilno zaporedje:
- začetna zaustavitev AB1;
- ko se to ne zgodi, se sproži AB2, ki odvzame napajanje celotnemu vhodu;
- če AB3 odpove, se aktivirajo zaščite, ki izklopijo napajanje celotne hiše.
Selektivnost takega delovanja se doseže z izbiro tokovnih in časovnih parametrov odklopnih naprav.
Kako izbrati stroj glede na njegovo največjo preklopno zmogljivost
Ta vrednost se nanaša na vrednost največje obremenitve v amperih, ki jo lahko odklopnik med nesrečo zanesljivo prekine. Če je presežena, bo mehanizem preprosto odpovedal.
Na ACL vpliva:
- žični material;
- odstranitev iz napajalnega transformatorja.
Včasih se ta parameter zamenjuje s stikalno odpornostjo proti obrabi, ki označuje število tovarniško zajamčenih operacij, preden se mehanizmi začnejo obrabljati.
Kako izbrati stroj glede na trenutni omejevalni razred
Gospodinjske zaščitne naprave se odlikujejo po odzivni hitrosti, ki je razvrščena po trajanju odvzema moči glede na polovico harmonične dobe sinusoide.
Izražen je s številkami "1", "2", "3" in zapisan kot ulomek z 1 v števcu.
Razred 2 izklopi kratek stik v ½ pol cikla in 3 - 1/3. Razred 3 ne le deluje hitreje, ampak tudi odpravlja možnost, da bi zasilni tokovi dosegli svoj maksimum. Za zagotavljanje te lastnosti velja za najbolj popolno in optimalno.
Kako izbrati stroj na podlagi upora zanke faza-nič
To je precej zapleteno vprašanje, na katerega tudi nekateri električarji stanovanjskih in komunalnih storitev niso pozorni. Če pa tega ne upoštevate, potem vse prejšnje delo pri izbiri odklopnika morda ne bo upravičeno.
Stanovanjska stikalna plošča izklopi kratkostične tokove, ki nastanejo v priključenem tokokrogu. Hkrati prihaja do njega napetost iz napajalnega transformatorja skozi žice, ki imajo določeno električno upornost in po znamenitem zakonu Georga Ohma to omejuje količino toka v tokokrogu.
Poglejmo to situacijo na primeru. Predpostavimo, da je električna laboratorijska naprava izmerila upor žic med fazo in nič v vtičnici (od stanovanjskega porabnika do transformatorja napajalne napetosti) pri 1,3 ohma. Omrežna napetost je 220 voltov.
Tok kratkega stika bo Ikz=220/1,3=169,2 A.
Miselno ustvarimo kovinski kratek stik v vtičnici in izračunajmo njegov tok z uporabo formul PUE za zaščito z odklopnikom razreda D z nazivno močjo 16 amperov.
I=1,1x16x20=352 A.
- 1.1 - načrtovana zaloga;
- 16 - trenutna ocena stroja;
- 20 - največji parameter večkratnosti izklopnega toka.
Dva opravljena izračuna sta pokazala, da se lahko v tokokrogu pojavi le 169,2 ampera toka. In za izklop so izbrali stroj, ki bo deloval pri 352 amperih. Seveda ni primeren za ta parameter za zadevno stanovanje in ne bo mogel odklopiti tokov kratkega stika.
Kako izbrati stroj po številu polov
Običajno je zaščita vrezana v fazno žico stanovanja, z izjemo vhodnih stikal, ki prav tako odstranijo ničelni potencial. Enako pravilo velja za trifazna vezja, kjer se uporabljajo modeli s tremi ali štirimi poli.
Spomnimo se, da se zaščitna ničla nikoli ne sme prebiti nikjer in pod nobenim pogojem.
Dodatne lastnosti strojev
Ti vključujejo:
- omrežna napetost;
- AC frekvenca;
- stopnje zaščite stanovanja (razredi IP);
- sposobnost dela v različnih temperaturnih pogojih.
Izbira proizvajalca
Pri nakupu več strojev za vgradnjo v eno stavbo je priporočljivo, da se držite ene same znamke. Vendar pa boste morali upoštevati materialne stroške, dodeljene za nakup.
V drugih primerih je dovoljeno uporabljati zanesljive proračunske modele.
Po nakupu stroja, preden ga damo v pogon, je pomembno preveriti osnovne električne karakteristike z opremo elektrolaboratorija. Hkrati se z metodami obremenitve iz dodatnega vira napetosti ustvarijo resnični pogoji nesreče in se analizira obnašanje zaščit, sestavi zapisnik o pregledu s podpisi odgovornih delavcev in izda sklep o ustreznosti.
To bo odpravilo posledice neprevidnega transporta, kršitev pogojev skladiščenja v skladiščih in proizvodnih napak, kar je pomembno za zagotovitev nadaljnjega zanesljivega delovanja zaščit.
Z zagonom na novo kupljenega in nepreizkušenega stroja nimate nobenega zagotovila o njegovi zanesljivosti.
Za popolnejšo utrditev gradiva članka priporočamo ogled dveh video posnetkov.
Odklopniki so naprave, katerih naloga je zaščititi električni vod pred poškodbami pod vplivom velikih tokov. To so lahko preobremenitve kratkega stika ali preprosto močan tok elektronov, ki precej dolgo prehaja skozi kabel in povzroči pregrevanje z nadaljnjim taljenjem izolacije. Odklopnik v tem primeru prepreči negativne posledice tako, da prekine dovod tokokroga. V prihodnosti, ko se stanje normalizira, lahko napravo znova vklopite ročno.
Funkcije odklopnika
Zaščitne naprave so zasnovane za opravljanje naslednjih glavnih nalog:
- Preklop električnega tokokroga (možnost odklopa varovanega območja v primeru težav z napajanjem).
- Izključitev napetosti zaupanega tokokroga, ko se v njem pojavijo tokovi kratkega stika.
- Zaščita linije pred preobremenitvami, ko skozi napravo teče prevelik tok (to se zgodi, ko skupna moč naprav presega največjo dovoljeno).
Skratka, AV-ji hkrati opravljajo zaščitno in nadzorno funkcijo.
Glavne vrste stikal
Obstajajo tri glavne vrste AV, ki se med seboj razlikujejo po zasnovi in so zasnovane za delo z obremenitvami različnih velikosti:
- Modularno. Ime je dobil zaradi svoje standardne širine, večkratnik 1,75 cm. Zasnovan je za majhne tokove in je nameščen v gospodinjskih električnih omrežjih, za hišo ali stanovanje. Praviloma je to enopolni ali dvopolni odklopnik.
- Cast. Tako imenovan zaradi litega telesa. Lahko prenese do 1000 amperov in se uporablja predvsem v industrijskih omrežjih.
- V zraku. Zasnovan za delo s tokovi do 6300 amperov. Najpogosteje je to tripolni stroj, zdaj pa se naprave te vrste proizvajajo tudi s štirimi poli.
Enofazni zaščitni odklopnik je odklopnik, ki je najpogostejši v gospodinjskih omrežjih. Na voljo je v 1- in 2-polnih vrstah. V prvem primeru je na napravo priključen samo fazni vodnik, v drugem primeru pa je priključen tudi ničelni vodnik.
Poleg naštetih vrst obstajajo tudi naprave za diferenčni tok, ki jih označujemo s kratico RCD, in diferenčna odklopnika.
Prvih ni mogoče šteti za polnopravne AV, njihova naloga ni zaščititi vezje in naprave, ki so v njem vključene, temveč preprečiti električni udar, ko se oseba dotakne odprtega območja. Diferencialni odklopnik je AV in RCD združena v eni napravi.
Kako so urejeni odklopniki?
Oglejmo si podrobno napravo odklopnika. Telo stroja je izdelano iz dielektričnega materiala. Sestavljen je iz dveh delov, ki sta med seboj povezana z zakovicami. Če je potrebno razstaviti ohišje, se zakovice izvrtajo in odpre se dostop do notranjih elementov odklopnika. Ti vključujejo:
- Vijačne sponke.
- Fleksibilni vodniki.
- Krmilni ročaj.
- Premični in fiksni kontakt.
- Elektromagnetni sprožilec, ki je solenoid z jedrom.
- Toplotna sprostitev, ki vključuje bimetalno ploščo in nastavitveni vijak.
- Odvod plina.
Na zadnji strani je avtomatska zaščitna varovalka opremljena s posebno ključavnico, s katero se pritrdi na DIN letev.
Slednji je kovinska tirnica širine 3,5 cm, na katero so nameščene modularne naprave, pa tudi nekatere vrste električnih števcev. Za pritrditev stroja na tirnico je treba ohišje zaščitne naprave postaviti za njen zgornji del, nato pa zaskočiti zapah s pritiskom na spodnji del naprave. Odklopnik lahko odstranite z DIN letve tako, da dvignete zapah od spodaj.
Modularna ključavnica stikala je lahko zelo tesna. Če želite takšno napravo pritrditi na DIN-tirnico, morate najprej dvigniti zapah od spodaj in namestiti zaščitno napravo namesto pritrdilnega elementa, nato pa sprostiti pritrdilni element.
Lahko naredite preprostejše - ko zaskočite zapah, z izvijačem močno pritisnite na njegov spodnji del.
V videu je jasno, zakaj je odklopnik potreben:
Načelo delovanja odklopnika
Zdaj pa ugotovimo, kako deluje omrežni odklopnik. Priključite ga tako, da dvignete krmilno ročico navzgor. Za odklop AV iz omrežja se ročica spusti navzdol.
Ko električni zaščitni odklopnik deluje v normalnem načinu, se električni tok, ko je krmilna ročica dvignjena navzgor, dovaja napravi preko napajalnega kabla, ki je priključen na zgornji priključek. Tok elektronov gre do fiksnega kontakta in od njega do gibljivega.
Nato skozi gibki vodnik tok teče do solenoida elektromagnetnega sprožilca. Od njega gre električna energija skozi drugi gibki vodnik do bimetalne plošče, ki je vključena v toplotno sprostitev. Po prehodu vzdolž plošče gre tok elektronov skozi spodnji terminal v povezano omrežje.
Značilnosti toplotnega sproščanja
Ko tok v tokokrogu, v katerem je nameščen odklopnik, preseže nazivno vrednost naprave, pride do preobremenitve. Visoko močan tok elektronov, ki prehaja skozi bimetalno ploščo, ima nanjo toplotni učinek, jo naredi mehkejšo in povzroči, da se upogne proti odklopnemu elementu. Ko slednji pride v stik s ploščo, se stroj sproži in dovod tokokroga se prekine. Tako toplotna zaščita pomaga preprečiti prekomerno segrevanje prevodnika, kar lahko privede do taljenja izolacijske plasti in okvare napeljave.
V določenem času pride do segrevanja bimetalne plošče do te mere, da se upogne in sproži AB. Odvisno je od tega, koliko tok presega nazivno vrednost stroja, in lahko traja nekaj sekund ali uro.
Termični sprožilec se sproži, če tok v tokokrogu preseže nazivno vrednost stroja za najmanj 13%. Ko se bimetalni trak ohladi in se trenutni tok normalizira, lahko zaščitno napravo ponovno vklopite.
Obstaja še en parameter, ki lahko vpliva na delovanje AV pod vplivom toplotnega sproščanja - to je temperatura okolice.
Če je zrak v prostoru, kjer je naprava nameščena, visoke temperature, se plošča segreje do meje sprožitve hitreje kot običajno in lahko sproži že ob rahlem povečanju toka. Nasprotno, če je hiša hladna, se bo plošča segrevala počasneje in čas, preden se tokokrog izklopi, se bo podaljšal.
Delovanje toplotnega sprožilca, kot je bilo omenjeno, zahteva določen čas, v katerem se tok tokokroga lahko vrne v normalno stanje. Potem bo preobremenitev izginila in naprava se ne bo zaustavila. Če se jakost električnega toka ne zmanjša, stroj izklopi tokokrog, s čimer prepreči taljenje izolacijske plasti in prepreči vžig kabla.
Vzrok preobremenitve je najpogosteje vključitev v vezje naprav, katerih skupna moč presega izračunano moč za določeno linijo.
Nianse elektromagnetne zaščite
Elektromagnetni sprožilec je zasnovan za zaščito omrežja pred kratkimi stiki in se po principu delovanja razlikuje od toplotnega sprožilca. Pod vplivom supertokov kratkega stika se v solenoidu pojavi močno magnetno polje. Jedro tuljave premakne vstran, kar odpre napajalne kontakte zaščitne naprave, ki deluje na sprožilni mehanizem. Napajanje napeljave se prekine, s čimer se odpravi nevarnost požara napeljave ter uničenja zaprte instalacije in odklopnika.
Ker v primeru kratkega stika v tokokrogu pride do trenutnega povečanja toka na vrednost, ki lahko v kratkem času povzroči resne posledice, se delovanje odklopnika pod vplivom elektromagnetne sprostitve pojavi v stotinkah sekundo. Res je, da mora tok v tem primeru preseči nazivno vrednost AB za 3 ali večkrat.
Video o odklopnikih:
Ko se kontakti tokokroga, skozi katerega teče električni tok, odprejo, se med njimi pojavi električni oblok, katerega moč je premo sorazmerna z velikostjo omrežnega toka. Ima uničujoč učinek na kontakte, zato za njihovo zaščito naprava vključuje komoro za gašenje obloka, ki je niz plošč, nameščenih vzporedno ena z drugo.
Ob stiku s ploščami se lok drobi, zaradi česar se njegova temperatura zmanjša in pride do slabljenja. Plini, ki nastanejo ob pojavu obloka, se odstranijo iz telesa zaščitne naprave skozi posebno luknjo.
Zaključek
V tem članku smo govorili o tem, kaj so odklopniki, kakšne so te naprave in po kakšnem principu delujejo. Na koncu bomo povedali, da odklopniki niso namenjeni vgradnji v omrežje kot navadna stikala. Takšna uporaba bo hitro povzročila uničenje kontaktov naprave.
Kaj je odklopnik?
Odklopnik(avtomatska) je stikalna naprava, namenjena zaščiti električnega omrežja pred prevelikimi tokovi, tj. pred kratkimi stiki in preobremenitvami.
Opredelitev "preklapljanja" pomeni, da lahko ta naprava vklopi in izklopi električne tokokroge, z drugimi besedami, jih preklopi.
Avtomatska stikala so opremljena z elektromagnetnim sprožilcem, ki ščiti električni tokokrog pred kratkimi stiki, in kombiniranim sprožilcem - ko se poleg elektromagnetnega sprožilca uporablja toplotni sprožilec za zaščito tokokroga pred preobremenitvijo.
Opomba: V skladu z zahtevami PUE je treba gospodinjska električna omrežja zaščititi pred kratkimi stiki in preobremenitvami, zato je treba za zaščito gospodinjske električne napeljave uporabiti odklopnike s kombiniranim sproščanjem.
Avtomatska stikala delimo na enopolna (uporabljajo se v enofaznih omrežjih), dvopolna (uporabljajo se v enofaznih in dvofaznih omrežjih) in tripolna (uporabljajo se v trifaznih omrežjih), obstajajo tudi štiri- polna odklopnika (lahko se uporabljajo v trifaznih omrežjih z ozemljitvenim sistemom TN-S).
Zasnova in princip delovanja odklopnika.
Spodnja slika prikazuje naprava za odklopnik s kombiniranim sproščanjem, tj. ima elektromagnetno in toplotno sprostitev.
1,2 - spodnja in zgornja vijačna sponka za priključitev žice
3 - premični kontakt; 4—obločna komora; 5 - gibljiv vodnik (uporablja se za povezavo gibljivih delov odklopnika); 6 - elektromagnetna sprožilna tuljava; 7 - jedro elektromagnetnega sproščanja; 8 — termični odklop (bimetalna plošča); 9 - sprostitveni mehanizem; 10 - krmilni ročaj; 11 — objemka (za pritrditev stroja na DIN letev).
Modre puščice na sliki prikazujejo smer toka skozi odklopnik.
Glavni elementi odklopnika so elektromagnetni in toplotni sprožilci:
Elektromagnetna sprostitev zagotavlja zaščito električnega tokokroga pred tokovi kratkega stika. To je tuljava (6) z jedrom (7), ki je nameščeno na posebni vzmeti. Pri normalnem delovanju tok, ki teče skozi tuljavo po zakonu elektromagnetne indukcije, ustvarja elektromagnetno polje, ki privlači jedro. znotraj tuljave, vendar moč tega elektromagnetnega polja ni dovolj, da bi premagala upor vzmeti, na kateri je jedro nameščeno.
Med kratkim stikom se tok v električnem tokokrogu takoj poveča na vrednost, ki je nekajkrat višja od nazivnega toka odklopnika, ki prehaja skozi tuljavo elektromagnetnega sprožilca, poveča elektromagnetno polje, ki deluje na jedro; na takšno vrednost, da je njegova vlečna sila dovolj za premagovanje uporovnih vzmeti, ki se premikajo znotraj tuljave, jedro odpre gibljivi kontakt odklopnika in izklopi vezje:
V primeru kratkega stika (t.j. s takojšnjim večkratnim povečanjem toka) elektromagnetna sprostitev prekine električni tokokrog v delčku sekunde.
Toplotno sproščanje zagotavlja zaščito električnega tokokroga pred preobremenitvenimi tokovi. Preobremenitev se lahko pojavi, ko je električna oprema priključena na omrežje s skupno močjo, ki presega dovoljeno obremenitev tega omrežja, kar lahko povzroči pregrevanje žic, uničenje izolacije električne napeljave in njeno okvaro.
Termični odklopnik je bimetalna plošča (8). Bimetalna plošča - ta plošča je spajkana iz dveh plošč različnih kovin (kovina "A" in kovina "B" na spodnji sliki), ki imata različne koeficiente raztezanja pri segrevanju.
Ko tok, ki presega nazivni tok odklopnika, prehaja skozi bimetalno ploščo, se plošča začne segrevati, medtem ko ima kovina "B" višji koeficient raztezanja pri segrevanju, tj. pri segrevanju se širi hitreje kot kovina "A", kar vodi do ukrivljenosti bimetalne plošče; pri upogibanju vpliva na sprostitveni mehanizem (9), ki odpre gibljivi kontakt (3).
Odzivni čas toplotnega sprožilca je odvisen od količine presežnega toka v električnem omrežju nazivnega toka stroja; večji kot je ta presežek, hitreje bo deloval sprožilec.
Praviloma toplotni sprožilec deluje pri tokovih, ki so 1,13-1,45-krat večji od nazivnega toka odklopnika, medtem ko pri toku, ki je 1,45-krat višji od nazivnega toka, toplotni sprožilec izklopi odklopnik v 45 minutah - 1 uro.
Pri vsakem izklopu odklopnika pod obremenitvijo nastane na gibljivem kontaktu (3) električni oblok, ki destruktivno deluje na sam kontakt in večji kot je preklopni tok, močnejši je električni oblok in večja je destruktivni učinek. učinek. Da bi zmanjšali škodo zaradi električnega obloka v odklopniku, se ta usmeri v komoro za gašenje obloka (4), ki je sestavljena iz ločenih, vzporedno nameščenih plošč; ko električni oblok pade med te plošče, se zdrobi in ugasne.
3. Označevanje in značilnosti odklopnikov.
VA47-29- tip in serija odklopnika
Nazivni tok— največji tok električnega omrežja, pri katerem lahko odklopnik deluje dolgo časa brez izklopa v sili.
Nazivna napetost— najvišjo omrežno napetost, za katero je zasnovan odklopnik.
PKS— končna izklopna zmogljivost odklopnika. Ta slika prikazuje največji tok kratkega stika, ki lahko izklopi dani odklopnik in hkrati ohrani njegovo funkcionalnost.
V našem primeru je PKS naveden pri 4500 A (Ampere), kar pomeni, da lahko odklopnik pri kratkem stiku (kratkem stiku) manjšem ali enakem 4500 A odpre električni tokokrog in ostane v dobrem stanju. , če je tok kratkega stika. presega to številko, obstaja možnost, da se premični kontakti stroja stopijo in zvarijo drug na drugega.
Sprožilne lastnosti— določa območje delovanja zaščite odklopnika kot tudi čas, v katerem se to delovanje pojavi.
Na primer, v našem primeru je predstavljen stroj z značilnostjo "C", njegov odzivni razpon je od 5·I n do vključno 10·I n. (I n - nazivni tok stroja), tj. od 5*32=160A do 10*32+320, to pomeni, da bo naš stroj zagotovil takojšen odklop tokokroga že pri tokovih 160 - 320 A.
4. Izbira odklopnika
Izbira stroja poteka v skladu z naslednjimi merili:
— Po številu polov: eno- in dvopolni se uporabljajo za enofazna omrežja, tri- in štiripolna - v trifaznih omrežjih.
— Po nazivni napetosti: Nazivna napetost odklopnika mora biti večja ali enaka nazivni napetosti tokokroga, ki ga varuje:
Unom. AB⩾ Unom. omrežja
— Po nazivnem toku:Zahtevani nazivni tok odklopnika se lahko določi na enega od naslednjih štirih načinov:
- S pomočjo našega.
- S pomočjo našega.
- Z uporabo naslednje tabele:
- Izračunajte sami po naslednji metodi:
Nazivni tok odklopnika mora biti večji ali enak nazivnemu toku tokokroga, ki ga varuje, tj. tok, za katerega je zasnovano to električno omrežje:
jaznom. AB⩾ jazkalk. omrežja
Izračunani tok električnega omrežja (omrežje I) lahko določite po naši ali pa ga izračunate sami po formuli:
jazkalk. omrežja= pomrežja/(U omrežje *K)
kjer je: P omrežje - moč omrežja, Watt; U omrežje - omrežna napetost (220V ali 380V); K - koeficient (Za enofazno omrežje: K=1; Za trifazno omrežje: K=1,73).
Moč omrežja je opredeljena kot vsota moči vseh električnih sprejemnikov v hiši:
pomrežja=(p 1 + p 2 …+ Pn)*K s
kje: P1, P2, Pn— moč posameznih električnih sprejemnikov; K s— koeficient porabe (K c = od 0,65 do 0,8), če je na omrežje priključen samo 1 sprejemnik energije ali skupina sprejemnikov, ki so hkrati priključeni na omrežje K c = 1.
Kot omrežno moč lahko vzamete tudi največjo dovoljeno moč za uporabo, na primer iz tehničnih pogojev, projekta ali pogodbe o dobavi električne energije, če obstaja.
Po izračunu omrežnega toka vzamemo najbližje večje standardna vrednost nazivnega toka stroja: 4A, 5A, 6A, 8A, 10A, 13A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A itd.
OPOMBA: Poleg zgoraj opisane metode je mogoče poenostaviti izračun odklopnika za to potrebujete:
- Določite moč omrežja v kilovatih (1 kilovat=1000 vatov) z uporabo zgornje formule:
P omrežje =(P 1 + P 2 ...+ P n)*K s, kW
2. Določite omrežni tok tako, da izračunano omrežno moč pomnožite s pretvorbenim faktorjem ( K str) enako: 1,52 -za 380 Voltno omrežje oz 4,55 — za 220-voltno omrežje:
jazomrežja= pomrežja*K str, amper
3. To je vse. Zdaj, kot v prejšnjem primeru, zaokrožimo dobljeno vrednost omrežnega toka na najbližjo višjo standardno vrednost nazivnega toka stroja.
In za zaključek izberite karakteristiko odziva(glej zgornjo tabelo značilnosti). Na primer, če moramo namestiti odklopnik za zaščito električne napeljave v celotni hiši, izberemo karakteristiko "C", če sta električna razsvetljava in skupina vtičnic razdeljena na dva različna odklopnika, potem lahko za razsvetljavo vgradimo a odklopnik z značilnostjo "B" in za vtičnice - z značilnostjo "C", če potrebujete odklopnik za zaščito elektromotorja, izberite karakteristiko "D".
Tukaj je primer izračuna: Obstaja hiša, v kateri so naslednji odjemniki toka:
- Pralni stroj z močjo 800 vatov (W) (enako 0,8 kW)
- Mikrovalovna pečica - 1200W
- Električna pečica - 1500 W
- Hladilnik - 300 W
- Računalnik - 400 W
- Električni kotliček - 1200W
- TV - 250W
- Električna razsvetljava - 360 W
Omrežna napetost: 220 Voltov
Vzemimo koeficient povpraševanja 0,8
Potem bo moč omrežja enaka:
10