Întreruptoarele de circuit DC sunt utilizate pentru a deconecta circuitul sub sarcină. La substațiile de tracțiune, întrerupătoarele sunt utilizate pentru a opri liniile de alimentare de 600 V în timpul supraîncărcărilor și curenților de scurtcircuit și pentru a opri curentul invers al unităților redresoare în timpul aprinderii inverse sau defectării supapelor (adică, scurtcircuite interne în timpul funcționării în paralel a unităților).

Arcul electric este stins prin întrerupătoare automate în aer pe cornurile de arc. Alungirea arcului se poate face prin suflare magnetică sau în camere cu fante înguste.

În toate cazurile de deconectare a circuitului și formarea unui arc electric, are loc o mișcare naturală ascendentă a arcului împreună cu mișcarea aerului încălzit de acesta, adică explozie termică.

Folosit în principal întrerupătoare de viteză mare.

Orez. 1. Oscilograme de curent și tensiune atunci când curentul de scurtcircuit este oprit: a - printr-un întrerupător fără acțiune rapidă, b - printr-un întrerupător automat cu acțiune rapidă

Timpul total T pentru întreruperea curentului de scurtcircuit sau suprasarcină de către întrerupătorul de circuit este format din trei părți principale (Fig. 1):

T \u003d t o + t 1 + t 2

unde t0 este timpul de creștere a curentului din circuitul deconectat la valoarea curentului setat, adică la valoarea la care funcționează dispozitivul de declanșare al întreruptorului; t1 este timpul de deschidere a întreruptorului, adică timpul de la momentul în care se atinge curentul setat până la momentul în care contactele întreruptorului încep să diverge; t2 - timpul de ardere a arcului.

Timpul de creștere a curentului în circuitul t0 depinde de parametrii circuitului și de setarea întreruptorului.

Timpul intrinsec de deschidere t1 depinde de tipul de întrerupător: pentru întrerupătoarele cu acțiune lentă, timpul intrinsec de deschidere este în intervalul 0,1-0,2 sec, pentru întrerupătoarele de mare viteză este de 0,0015-0,005 sec.

Timpul de ardere a arcului t2 depinde de mărimea curentului întrerupt și de caracteristicile dispozitivelor de stingere a arcului electric ale întreruptorului.

Timpul total de oprire al unui comutator care nu acționează rapid este în intervalul 0,15-0,3 sec, al unui comutator cu acțiune rapidă - 0,01-0,03 sec.

Datorită timpului său scurt de declanșare, întrerupătorul de circuit de mare viteză limitează valoarea maximă a curentului de scurtcircuit din circuitul protejat.

La substațiile de tracțiune se folosesc întrerupătoare de curent continuu automate de mare viteză: VAB-2, AB-2/4, VAT-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 și altele.

Comutator VAB-2 este polarizat, adică răspunde la curent într-o singură direcție - înainte sau înapoi, în funcție de setarea comutatorului.

Pe fig. 2 prezintă mecanismul electromagnetic al unui comutator de curent continuu.

Orez. Fig. 2. Mecanismul electromagnetic al întreruptorului VAB-2: a - o secțiune a întreruptorului, b - limitele uzurii limită a contactelor întreruptorului VAB-2, (A - grosimea minimă de contactul fix este de 6 mm, B - grosimea minimă a contactului mobil este de 16 mm); 1 - bobină de susținere, 2 - circuit magnetic, 3 - bobină de comutare, 4 - armătură magnetică, 5 - bară de oțel superioară, 6 - ancora, 7 - bobină jug principal, 8 - bobină de calibrare, 9 - circuit magnetic în formă de U, 10 - ieșire purtătoare de curent, 11 - șurub de reglare, 12 - placă de șunt, 13 - conexiune flexibilă, 14 - opritor, 15 - pârghie de armătură, 16 - axa pârghiei de armătură, 17 - contact fix, 18 - contact mobil, 19 - pârghie de contact, 20 - pârghie de contact a axei, 21 - axă cu rolă, 22 - pârghie de oprire, 23 - arcuri de deschidere, 24 - tijă, 25 - șuruburi de reglare, 26 - suport, 27 - miezul bobinei de susținere

Pârghia armăturii 15 (Fig. 2, a) se rotește în jurul axei 16, trecută prin grinda superioară de oțel 5. În partea inferioară a pârghiei 15, constând din doi obraji de silumin, este prinsă o ancoră de oțel 6, iar în în partea superioară se află un manșon distanțier cu o axă 20, în jurul căruia se rotește pârghia de contact 19, realizată dintr-un set de plăci din duraluminiu.

Un contact mobil 18 este fixat în partea superioară a pârghiei de contact, iar în partea inferioară este fixat un sabot de cupru cu o legătură flexibilă 13, cu ajutorul căruia contactul mobil este conectat la bobina principală de curent 7 și prin aceasta la ieșirea 10. Opritoarele 14 sunt atașate la partea inferioară a pârghiei de contact pe ambele părți, iar pe partea dreaptă există o axă de oțel cu o rolă 21, la care sunt atașate două arcuri de declanșare 23. Pe de altă parte. lateral, arcurile de declanșare sunt fixate cu ajutorul șuruburilor de reglare 25 într-un suport 26, montat fix pe o grindă de oțel 5.

În poziția oprită, sistemul de pârghie (pârghia armăturii și pârghia de contact) este rotit prin deconectarea arcurilor 23 în jurul axei 16 până când armătura 6 se oprește de tija stângă a circuitului magnetic în formă de U.

Bobinele care fac 3 și care mențin 1 ale întreruptorului sunt alimentate de propriile nevoi de curent continuu.

Pentru a porni întrerupătorul, trebuie mai întâi să închideți circuitul bobinei de reținere 1, apoi circuitul bobinei de închidere 3. Direcția curentului în ambele bobine trebuie să fie astfel încât fluxurile magnetice create de acestea să fie adăugate la miezul drept al miezului circuitului magnetic 9, care servește ca miez al bobinei de închidere; atunci armătura 6 va fi atrasă de miezul bobinei de comutare, adică va fi în poziția „Pornit”. În acest caz, axa 20, împreună cu pârghia de contact 19, se vor întoarce spre stânga, arcurile de deschidere 23 se vor întinde și vor tinde să rotească pârghia de contact 19 în jurul axei 20.

Când întrerupătorul este oprit, armătura magnetică 4 se află la capătul miezului bobinei de închidere și, când întrerupătorul este pornit, rămâne atrasă de capătul miezului de fluxul magnetic total al bobinelor de închidere și de reținere. . Armătura magnetică 4 este conectată prin intermediul unei tije 24 la pârghia de blocare 22, care împiedică rotirea pârghiei de contact până când contactul mobil se oprește de cel fix. Prin urmare, între contactele principale rămâne un spațiu, care poate fi reglat prin modificarea lungimii tijei 24 și ar trebui să fie egal cu 1,5-4 mm.

Dacă tensiunea este îndepărtată din bobina de comutare, atunci forțele electromagnetice care țin armătura 4 în poziția atrasă vor scădea, iar arcurile 23, folosind pârghia de blocare 22 și tija 24, vor rupe armătura de la capătul miezului de bobina de comutare și rotiți maneta de contact până când contactele principale se închid. Prin urmare, contactele principale se vor închide numai după ce circuitul bobinei de închidere a fost deschis.

Astfel, principiul declanșării libere este implementat pentru întreruptoarele VAB-2. Distanța dintre armătura magnetică 4 (altfel numită armătura declanșării libere) și capătul miezului bobinei de închidere în poziția de pornire a comutatorului trebuie să fie între 1,5-4 mm.

Circuitul de control asigură furnizarea unui impuls de curent pe termen scurt la bobina de închidere, a cărui durată este suficientă doar pentru a avea timp pentru a transfera armătura în poziția „Pornit”. Circuitul bobinei de închidere este apoi deschis automat.

Prezența unei călătorii gratuite poate fi verificată în felul următor. O bucată de hârtie este plasată între contactele principale și contactorul este închis. Comutatorul este pornit, dar în timp ce contactul contactorului este închis, contactele principale nu trebuie să se închidă și hârtia poate fi îndepărtată liber din spațiul dintre contacte. De îndată ce contactul contactorului este deschis, armătura magnetică va fi ruptă. de la capătul miezului bobinei de închidere și contactele principale se vor închide. În acest caz, hârtia va fi prinsă între contacte și nu va putea fi îndepărtată.

Când comutatorul este pornit, se aude o lovitură dublă caracteristică: prima - de la ciocnirea armăturii și a miezului bobinei de comutare, a doua - de la ciocnirea contactelor principale închise.

Polarizarea întreruptorului constă în alegerea direcției curentului din bobina de reținere, în funcție de direcția curentului din bobina de curent principal.

Pentru ca comutatorul să oprească circuitul atunci când direcția curentului din acesta se schimbă, direcția curentului în bobina de reținere este aleasă astfel încât fluxurile magnetice create de bobina de reținere și bobina de curent principal să coincidă în direcția în miezul bobinei de închidere. Prin urmare, cu curentul care curge în direcția înainte, curentul din circuitul principal va ajuta la menținerea întreruptorului în poziția închis.

În modul de urgență, când direcția curentului principal este inversată, direcția fluxului magnetic creat de bobina de curent principal în miezul bobinei de comutare se va schimba, adică fluxul magnetic al bobinei de curent principal va fi direcționat împotriva fluxul magnetic al bobinei de reținere și la o anumită valoare a curentului principal, miezul bobinei de comutare se va demagnetiza și arcurile de declanșare vor declanșa întrerupătorul. Viteza este determinată într-o măsură mai mare de faptul că, în timp ce fluxul magnetic scade în miezul bobinei de comutare, fluxul magnetic crește în miezul bobinei de curent principal.

Pentru ca întrerupătorul să deschidă circuitul atunci când curentul crește peste curentul de reglare în direcția înainte, direcția curentului în bobina de reținere este aleasă astfel încât fluxul magnetic al bobinei de reținere în miezul bobinei de închidere este îndreptată împotriva fluxului magnetic al bobinei de curent principal atunci când curentul direct trece prin ea. În acest caz, odată cu creșterea curentului principal, demagnetizarea miezului bobinei de închidere crește, iar la o anumită valoare a curentului principal, egală sau mai mare decât curentul de setare, întrerupătorul se oprește.

Curentul de reglare în ambele cazuri este controlat prin modificarea valorii curentului bobinei de menținere și modificarea intervalului δ1.

Valoarea curentă a bobinei de reținere este reglată prin modificarea valorii rezistenței suplimentare incluse în serie cu bobina.

Modificarea decalajului δ1 modifică rezistența la fluxul magnetic al bobinei de curent principal. Odată cu scăderea intervalului δ1, rezistența magnetică scade și, în consecință, valoarea curentului de rupere scade. Modificarea intervalului δ1 se realizează cu ajutorul șurubului de reglare 11.

Distanța δ2 dintre opritoarele 14 și obrajii pârghiei armăturii 15 în poziția de pornire a comutatorului caracterizează calitatea închiderii contactelor principale și ar trebui să fie între 2-5 mm. Instalația produce întrerupătoare cu un spațiu δ2 egal cu 4-5 mm. Valoarea intervalului δ2 determină unghiul de rotație al pârghiei de contact 19 în jurul axei 20.

Absenţa unui spaţiu δ2 (opritoarele 14 sunt în contact cu obrajii pârghiei armăturii 15) indică un contact slab sau lipsa contactului între contactele principale. Un spațiu δ2 mai mic de 2 sau mai mare de 5 mm indică faptul că contactele principale sunt în contact doar la marginea inferioară sau superioară. Intervalul δ2 poate fi mic din cauza uzurii mari a contactelor, care în acest caz sunt înlocuite.

Dacă dimensiunile contactelor sunt suficiente, atunci reglarea intervalului δ2 se realizează prin deplasarea întregului mecanism de comutare de-a lungul cadrului comutatorului. Pentru a muta mecanismul, sunt eliberate două șuruburi, cu care mecanismul este atașat de cadru.

Distanța dintre contactele principale în poziția deschisă trebuie să fie de 18-22 mm. Apăsarea contactelor principale pentru întrerupătoarele cu un curent nominal de până la 2000 A inclusiv trebuie să fie în intervalul 20-26 kg, iar pentru întrerupătoarele cu un curent nominal de 3000 A - între 26-30 kg.

Pe fig. 2, b prezintă sistemul mobil al întreruptorului cu desemnarea limitei uzurii limitatoare a contactelor. Contactul mobil este considerat uzat când dimensiunea B este mai mică de 16 mm, iar contactul fix este considerat uzat când dimensiunea A este mai mică de 6 mm.

Pe fig. 3 prezintă o schemă detaliată de control pentru întrerupătorul VAB-2. Circuitul asigură furnizarea unui impuls pe termen scurt la bobina de comutare și nu permite pornirea repetată multiplă atunci când butonul de pornire este apăsat o perioadă lungă de timp, adică protejează împotriva „vocirii”. Bobina de reținere este alimentată tot timpul.

Pentru a porni comutatorul, apăsați butonul „Pornit”, închizând astfel circuitul bobinelor contactorului K și blocarea RB. În acest caz, este activat doar contactorul, care închide circuitul bobinei de închidere VK.

De îndată ce armătura ia poziția „Pornit”, contactele auxiliare de închidere ale comutatorului BA se vor închide, iar contactele de deschidere se vor deschide. Unul dintre contactele auxiliare oprește bobina contactorului K, care va întrerupe circuitul bobinei de închidere. In acest caz, intreaga tensiune de retea va fi aplicata bobinei releului de blocare RB, care, actionand, prin contactele sale, degajeaza din nou bobina contactorului.

Pentru a reînchide întrerupătorul, deschideți butonul de alimentare și închideți-l din nou.

Rezistența de descărcare CP, conectată în paralel cu bobina de reținere DC, servește la reducerea supratensiunii atunci când circuitul bobinei este deschis. Rezistența reglabilă a LED-ului face posibilă schimbarea curentului bobinei de reținere.

Curentul nominal al bobinei de reținere la o tensiune de 110 V este de 0,5 A, iar curentul nominal al bobinei de închidere la aceeași tensiune și conexiune paralelă a ambelor secțiuni este de 80 A.

Orez. 3. Circuit electric pentru comanda comutatorului VAB-2: Oprit. - buton de deschidere, DK - bobină de menținere, SD - rezistență suplimentară, CP - rezistență de descărcare, BA - contacte auxiliare ale comutatorului, LK, LZ - lămpi de semnalizare roșii și verzi, Incl. - buton de alimentare, K - contactor și contactul acestuia, RB - releu de blocare și contactul acestuia, VK - bobină de închidere, AP - comutator automat

Sunt permise fluctuații de tensiune ale circuitelor operaționale de la - 20% la + 10% din tensiunea nominală.

Timpul total de oprire a circuitului de către comutatorul VAB-2 este de 0,02-0,04 sec.

Stingerea arcului atunci când întrerupătorul de circuit se întrerupe sub sarcină are loc în jgheabul arcului folosind explozie magnetică.

Bobina de suflare magnetică este de obicei conectată în serie cu contactul principal fix al comutatorului și este o bobină a magistralei principale care transportă curent, în interiorul căreia există un miez din bandă de oțel. Pentru a concentra câmpul magnetic în zona de formare a arcului pe contacte, miezul bobinei magnetice de suflare a comutatoarelor are piese polare.

Camera de stingere a arcului (Fig. 4) este o cutie plată din azbociment, în interiorul căreia sunt realizate două despărțitori longitudinale 4. În cameră este instalat un corn 1, în interiorul căruia trece axa de rotație a camerei. Acest claxon este conectat electric la un contact în mișcare. Celălalt claxon 7 este fixat pe un contact fix. Pentru a asigura o tranziție rapidă a arcului de la contactul mobil la cornul 1, distanța cornului de la contact nu trebuie să fie mai mare de 2-3 mm.

Arcul electric care a apărut la oprirea între contactele 2 și 6 sub influența unui câmp magnetic puternic al bobinei de suflare magnetică 5 este suflat rapid pe coarnele 1 și 7, se prelungește, este răcit de fluxul de aer care se apropie și de pereții camerei în fante înguste între partiții și se stinge rapid. Se recomandă introducerea plăcilor ceramice în pereții camerei din zona de stingere a arcului.

Camerele de stingere a arcului de întrerupătoare pentru tensiuni de 1500 V și mai sus (Fig. 5) diferă de camerele pentru tensiuni de 600 V în dimensiuni mari de gabarit și prezența unor găuri în pereții exteriori pentru eliberarea gazelor și un magnetic suplimentar. dispozitiv de explozie.

Orez. 4. Camera de stingere a arcului a întreruptorului VAB-2 pentru o tensiune de 600 V: 1 și 7 - claxone, 2 - contact mobil, 3 - pereți exteriori, 4 - despărțitori longitudinali, 5 - bobină de suflare magnetică, 6 - contact fix

Orez. Fig. 5. Camera de stingere a arcului a întreruptorului VAB-2 pentru o tensiune de 1500 V: a - dispunerea camerei, b - circuit de stingere a arcului cu suflare magnetică suplimentară; 1 - contact mobil, 2 - contact fix, 3 - bobină de suflare magnetică, 4 și 8 - claxoane, 5 și 6 - claxone auxiliare, 7 - bobina de suflare magnetică auxiliară, I, II, III, IV - poziția arcului în timpul stingerii

Dispozitivul de suflare magnetic suplimentar este format din două cornuri auxiliare 5 și 6, între care este conectată bobina 7. Pe măsură ce arcul se prelungește, acesta începe să se închidă prin cornurile auxiliare și bobina, care, datorită curentului care trece prin el, creează suflare magnetică suplimentară. Toate camerele au benzi de stâlp metalic la exterior.

Pentru stingerea rapidă și stabilă a arcului, divergența contactelor trebuie să fie de cel puțin 4-5 mm.

Corpul comutatorului este realizat din material nemagnetic - silumin - și este conectat la un contact în mișcare, astfel încât în ​​timpul funcționării acesta este sub tensiune de funcționare maximă.

Comutator automat de mare viteză DC VAT-42

Funcționarea întreruptoarelor DC

În funcționare, este necesar să se monitorizeze starea contactelor principale. Căderea de tensiune între ele la sarcina nominală ar trebui să fie de 30 mV.

Contactele sunt curățate de oxid cu o perie de sârmă (perie de periere). Când apare căderea, acestea sunt îndepărtate cu o pilă, totuși, contactele nu trebuie pilite pentru a-și restabili forma plată inițială, deoarece acest lucru duce la uzura lor rapidă.

Este necesar să curățați periodic pereții camerei de stingere a arcului de depuneri de cupru și cărbune.

În timpul reviziei întreruptorului DC se verifică izolarea bobinelor de menținere și comutare în raport cu corpul, precum și rezistența de izolație a pereților camerei de stingere a arcului. Izolarea camerei cu arc este testată prin aplicarea tensiunii între contactele principale mobile și fixe cu camera închisă.

Înainte de a pune comutatorul în funcțiune după reparații sau depozitare pe termen lung, camera acestuia trebuie uscată timp de 10-12 ore la o temperatură de 100-110 ° C.

După uscare, camera se montează pe întrerupător și se măsoară rezistența de izolație între două puncte ale camerei opuse contactelor mobile și fixe atunci când acestea sunt deschise. Această rezistență trebuie să fie de cel puțin 20 mΩ.

Setările comutatorului sunt calibrate în laborator cu curentul primit de la un generator de joasă tensiune cu o tensiune nominală de 6-12 V.

La substație, comutatoarele sunt calibrate cu curentul de sarcină sau cu ajutorul unui reostat de sarcină la o tensiune nominală de 600 V. O metodă de calibrare a întrerupătoarelor de curent continuu poate fi recomandată folosind o bobină de calibrare de 300 de spire de sârmă PEL cu diametrul de 0,6 mm, montată pe miezul bobinei de curent principal. Prin trecerea unui curent continuu prin bobină, valoarea de setare a curentului este setată de numărul de spire de amperi în momentul în care comutatorul este oprit. Întrerupătoarele primei versiuni, produse mai devreme, diferă de comutatoarele din a doua versiune prin prezența unui amortizor de ulei.

Încă de la începutul apariției electricității, inginerii au început să se gândească la siguranța rețelelor și dispozitivelor electrice împotriva supraîncărcărilor curente. Drept urmare, au fost proiectate multe dispozitive diferite, care se disting prin protecție fiabilă și de înaltă calitate. Una dintre cele mai recente evoluții a devenit mașinile electrice.

Acest dispozitiv se numește automat datorită faptului că este echipat cu funcția de oprire a alimentării în regim automat, în caz de scurtcircuite, suprasarcini. Siguranțele convenționale după exploatare trebuie înlocuite cu altele noi, iar mașinile pot fi pornite din nou după ce cauzele accidentului au fost eliminate.

Un astfel de dispozitiv de protecție este necesar în orice schemă de rețea electrică. Întrerupătorul va proteja clădirea sau incinta de diverse situații de urgență:

• Incendii.
• Șocuri electrice pentru o persoană.
• Defecțiuni electrice.

Tipuri și caracteristici de design

Este necesar să cunoașteți informații despre tipurile de întreruptoare existente pentru a alege dispozitivul potrivit în momentul achiziției. Există o clasificare a mașinilor electrice în funcție de mai mulți parametri.

Capacitatea de rupere

Această proprietate determină curentul de scurtcircuit la care mașina va deschide circuitul, oprind astfel rețeaua și dispozitivele care au fost conectate la rețea. Conform acestei proprietăți, automatele sunt împărțite în:

• Mașinile automate pentru 4500 de amperi sunt folosite pentru a preveni defecțiunile la liniile electrice ale clădirilor rezidențiale vechi.
• La 6000 de amperi, acestea sunt folosite pentru prevenirea accidentelor în timpul scurtcircuitelor în rețeaua de case din clădirile noi.
• La 10.000 de amperi, acestea sunt folosite în industrie pentru protejarea instalațiilor electrice. Un curent de această magnitudine se poate forma în imediata vecinătate a substației.

Funcționarea întreruptorului are loc în timpul scurtcircuitelor, însoțite de apariția unei anumite cantități de curent.

Aparatul protejează cablajul de deteriorarea izolației cauzată de un curent ridicat.

Numărul de poli

Această proprietate ne spune despre cel mai mare număr de fire care pot fi conectate la mașină pentru a oferi protecție. În cazul unui accident, tensiunea la acești poli este oprită.

Caracteristicile mașinilor cu un singur stâlp

Astfel de mașini electrice sunt cele mai simple în design și servesc la protejarea secțiunilor individuale ale rețelei. La un astfel de întrerupător pot fi conectate două fire: o intrare și o ieșire.

Sarcina unor astfel de dispozitive este de a proteja cablurile electrice de suprasarcini și scurtcircuite ale firelor. Firul neutru este conectat la magistrala neutră, ocolind mașina. Împământarea este conectată separat.

Mașinile electrice cu un singur pol nu sunt introductive, deoarece atunci când este oprită, faza se rupe, iar firul neutru rămâne conectat la sursa de alimentare. Nu oferă protecție 100%.

Proprietățile automatelor cu doi poli

În cazurile în care un accident necesită o deconectare completă de la rețeaua electrică, utilizați întrerupătoare cu doi poli. Sunt folosite ca intrare. În cazuri de urgență sau în caz de scurtcircuit, toate cablurile electrice sunt oprite în același timp. Acest lucru face posibilă efectuarea lucrărilor de reparații și întreținere, precum și lucrări la echipamentele de conectare, deoarece siguranța completă este garantată.

Mașinile electrice cu doi poli sunt utilizate atunci când este necesar să existe un întrerupător separat pentru un dispozitiv alimentat de o rețea de 220 volți.

O mașină automată cu doi poli este conectată la dispozitiv folosind patru fire. Dintre acestea, două provin de la sursa de alimentare, iar celelalte două ies din ea.

Mașini electrice cu trei poli

Într-o rețea electrică cu trei faze se folosesc mașini cu 3 poli. Împământarea este lăsată neprotejată, iar conductoarele de fază sunt conectate la poli.

O mașină cu trei poli servește ca dispozitiv de intrare pentru orice consumator de sarcină trifazată. Cel mai adesea, această versiune a mașinii este utilizată în condiții industriale pentru a furniza energie electrică motoarelor electrice.

La mașină pot fi conectate 6 conductoare, dintre care trei sunt fazele rețelei electrice, iar restul de trei provin din mașină, și sunt prevăzute cu protecție.

Folosind o mașină cu patru poli

Pentru a oferi protecție pentru o rețea trifazată cu un sistem cu patru fire de conductori (de exemplu, un motor electric conectat conform schemei „stea”), se utilizează un întrerupător cu 4 poli. Joacă rolul unui dispozitiv introductiv al unei rețele cu patru fire.

Este posibil să conectați opt conductori la dispozitiv. Pe de o parte - trei faze și zero, pe de altă parte - ieșirea a trei faze cu zero.

Caracteristica timp-curent

Când dispozitivele care consumă energie electrică și rețeaua electrică funcționează normal, are loc un flux normal de curent. Acest fenomen se aplică și mașinii electrice. Dar, în cazul creșterii puterii curentului din diverse motive peste valoarea nominală, declanșarea automată se declanșează și circuitul se întrerupe.

Parametrul acestei operațiuni se numește caracteristica timp-curent a mașinii electrice. Este dependența timpului de funcționare a mașinii și raportul dintre puterea reală a curentului care trece prin mașină și valoarea nominală a curentului.

Importanța acestei caracteristici constă în faptul că pe de o parte se asigură cel mai mic număr de false pozitive, iar pe de altă parte se realizează protecția curentă.

În industria energetică, există situații în care o creștere pe termen scurt a curentului nu este asociată cu un accident, iar protecția nu ar trebui să funcționeze. Se întâmplă și cu mașinile electrice.

Caracteristicile timp-curent determină cât timp va funcționa protecția și ce parametri de putere vor apărea. Cu cât supraîncărcarea este mai mare, cu atât mașina va funcționa mai repede.

Mașini electrice marcate cu „B”

Întrerupătoarele automate din categoria „B” se pot opri în 5 - 20 s. În acest caz, valoarea curentului este de la 3 la 5 valori nominale ale curentului ≅0,02 s. Astfel de mașini sunt folosite pentru a proteja aparatele de uz casnic, precum și toate cablurile electrice din apartamente și case.

Proprietățile mașinilor marcate cu „C”

Mașinile electrice din această categorie se pot opri în 1 - 10 s, la 5 - 10 ori sarcina curentă ≅0,02 s. Acestea sunt folosite în multe zone, cele mai populare pentru case, apartamente și alte spații.

Semnificația marcajului "D" pe aparat

Cu această clasă, automatele sunt utilizate în industrie și sunt realizate sub formă de versiuni cu 3 și 4 poli. Sunt folosite pentru a proteja motoare electrice puternice și diverse dispozitive trifazate. Timpul lor de funcționare este de până la 10 secunde, în timp ce curentul de funcționare poate depăși valoarea nominală de 14 ori. Acest lucru face posibilă utilizarea acestuia cu efectul necesar pentru a proteja diferite circuite.

Motoarele electrice cu putere semnificativă sunt cel mai adesea conectate prin mașini electrice cu caracteristica „D”, deoarece. curentul de pornire este mare.

Curent nominal

Există 12 versiuni de mașini automate, care diferă prin caracteristicile curentului nominal de funcționare, de la 1 la 63 de amperi. Acest parametru determină viteza cu care mașina se oprește atunci când este atinsă limita de curent.

Mașina pentru această proprietate este selectată luând în considerare secțiunea transversală a conductorilor firelor, curentul admisibil.

Principiul de funcționare a mașinilor electrice

Mod normal

În timpul funcționării normale a mașinii, pârghia de comandă este armată, curentul trece prin cablul de alimentare de la borna de sus. În continuare, curentul merge către contactul fix, prin acesta către contactul mobil și prin firul flexibil către bobina solenoidului. După aceasta, curentul trece prin fir către placa de eliberare bimetală. De la acesta, curentul trece la terminalul inferior și mai departe la sarcină.

Modul de supraîncărcare

Acest mod apare atunci când curentul nominal al mașinii este depășit. Placa bimetalica este incalzita de un curent mare, se indoaie si deschide circuitul. Acțiunea plăcii necesită timp, care depinde de valoarea curentului de trecere.

Întrerupătorul este un dispozitiv analogic. Există anumite dificultăți în a-l configura. Curentul de declanșare al declanșatorului este reglat din fabrică cu un șurub special de reglare. După ce placa s-a răcit, mașina poate funcționa din nou. Temperatura benzii bimetalice depinde de mediu.

Declanșarea nu acționează imediat, permițând curentului să revină la valoarea sa nominală. Dacă curentul nu scade, eliberarea se declanșează. Supraîncărcarea poate apărea din cauza dispozitivelor puternice de pe linie sau a conectării mai multor dispozitive simultan.

Modul de scurtcircuit

În acest mod, curentul crește foarte repede. Câmpul magnetic din bobina solenoidului mișcă miezul, care activează eliberarea și deconectează contactele sursei de alimentare, eliminând astfel sarcina de urgență a circuitului și protejând rețeaua de un posibil incendiu și distrugere.

Declanșarea electromagnetică funcționează instantaneu, ceea ce este diferit de eliberarea termică. Când contactele circuitului de lucru sunt deschise, apare un arc electric, a cărui magnitudine depinde de curentul din circuit. Provoacă distrugerea contactelor. Pentru a preveni acest efect negativ, se realizează o jgheabă cu arc, care constă din plăci paralele. În ea, arcul se estompează și dispare. Gazele rezultate sunt evacuate într-o gaură specială.

Întreruptoarele modulare DC, sau mai simplu automate, sunt utilizate în rețelele electrice și instalațiile electrice, dulapuri de telecomunicații, panouri de automatizare. De ce sunt numite modulare? Chestia este că sunt disponibile în carcase compacte standard și sunt module unipolare, care pot consta din dispozitive unipolare, bipolare sau tripolare. Conform standardului existent, lățimea unui astfel de stâlp este de 17,5 mm.

Întrerupătorul DC diferă de cel obișnuit prin faptul că întrerupe automat circuitul în cazul unui scurtcircuit sau suprasarcină. Designul dispozitivului include mai multe elemente principale:

• 0,4 kV
• intrerupator
• siguranța

Pagina 31 din 75

4-13. PROTECTOARE DE REȚEA DC PENTRU TENSIUNE NOMINALĂ PÂNĂ LA 24 V

Pentru a proteja circuitele de supracurenți alimentați de surse de curent continuu de putere redusă cu tensiune de până la 24 V, se folosesc întrerupătoare unipolare (Fig. 4-40) cu un curent continuu nominal de la 2 la 50 A. Sunt produse la aceeași dimensiune și au o întârziere invers dependentă de curent la toți curenții mai mari decât curentul de limită, care este între curentul nominal și 120-130% din curentul nominal.

Orez. 4-40. Întrerupător automat pentru rețele DC 50 A, 24 V.

La un curent egal cu 200% din curentul nominal, timpul de întârziere pentru diferite versiuni este în intervalul de 25 - 80 de secunde când este încălzit dintr-o stare rece și cel puțin 5 secunde după încălzire cu un curent nominal. Capacitatea de rupere este de 10,00 A pentru curentul nominal al declanșatoarelor până la 10 A și de 1.500 A pentru versiunile pentru curenți nominali mai mari. Durată de viață garantată de 10.000 de incluziuni.

O trăsătură caracteristică a designului este absența unei călătorii libere, care în unele cazuri este recomandabilă, deoarece face posibilă menținerea mașinii în stare închisă, în ciuda prezenței supracurentului.

Când mânerul este în poziția „pornit”, contactul mobil 1 este întotdeauna apăsat pe contactul fix 2 prin intermediul știftului 8, asupra căruia se acționează arcul 9. În acest caz, blocul 3 comprimă arcul 4. Este ținută datorită faptului că dintele său 5 a sărit peste dintele 6 al plăcii termobimetalice 7. La supraîncărcare, placa termobimetalică se îndoaie, dinții 5 și 6 se decuplă, iar dacă mânerul nu este ținut în poziția pornit, atunci are loc o oprire, deoarece sub influența arcului 4 mânerul intră în poziția oprit și pinul 8 situat în interiorul acestuia deschide contactul.

4-14. SEMI-RAPID AUTOMAT AB-45-1/6000

Mașină automată AB-45-1/6000 pentru tensiune 750 V, curent 6 000 A curent continuu - unipolar, cu antrenare electromagnetică, declanșare de deschidere și declanșare instantanee maximă cu setare reglabilă 6 000-12 000 A. A fost conceput pentru a proteja instalațiile DC de mare putere, în principal cele metalurgice. Schema cinematică principală a automatului este aproximativ aceeași cu cea a automatelor universale; cu toate acestea, timpul propriu de funcționare a fost redus, scop în care s-a folosit un declanșator de supracurent cu șunt inductiv (fig. 4-41).

Orez. 4-41. Declanșare maximă cu șunt inductiv pentru întrerupător AB-45-1/6000 pentru 6.000 I, 750 V DC.

O parte din fluxul magnetic creat de curentul care trece prin fereastra 1 a circuitului magnetic trece prin șuntul 2 și împiedică pornirea armăturii 3. La rate mari de creștere a curentului, debitul prin șuntul de reținere crește lent datorită influenței manșonului de cupru 4, ceea ce duce la o atracție accelerată a armăturii de eliberare.

În timpul testului (L. 4-9), în ciuda ratei uriașe de creștere a curentului (25-10 + 6 a / sec), timpul de răspuns propriu a fost de 10 - 15 ms, curentul nu a fost limitat de mașină și a ajuns la 200 kA, mașina a fost distrusă de forțe electrodinamice În condiții similare, automatul VAB-2 a limitat curentul la 42 kA. Capacitatea de rupere a AB-45-1 / 6000 a fost testată până la 90 kA la o tensiune de 500 V. Automatul a oprit un astfel de curent cu un timp propriu de 20-35 ms și un timp total de aproximativ 40 ms.

Întrerupătoarele automate, denumite și „saci”, sau pur și simplu mașini automate, sunt principalele mijloace de protecție împotriva scurtcircuitelor și suprasarcinilor. Am folosit întreruptoare obișnuite de uz casnic cu protecție la scurtcircuit și protecție termică la supracurent încă de la începutul creării centralei mele eoliene-solare. Aceasta este probabil singura modalitate accesibilă de a oferi protecție la scurtcircuit pentru baterii, economisiți cablurile în caz de urgență și consumatorii.

Și până acum, mulți oameni care se uită la videoclipurile mele, dacă văd mașini obișnuite în centrala mea, scriu imediat că nu poți folosi astfel de mașini, ai nevoie de altele speciale pentru curent continuu sau siguranțe. Prea mult arc la curent continuu atunci când contactele sunt deconectate va arde mașina. Ei scriu că există pierderi mari la astfel de mașini. În general, am decis să descriu în detaliu totul așa cum este cu întăriri din experiență și cifre.

În acest articol, voi vorbi în special despre mașinile cu denumirea „C”, acestea sunt cele mai comune mașini, sunt în majoritatea panourilor electrice și sunt vândute în magazine. Mai jos, pe cabinele foto din centrala mea solară, aceasta este o decuplare de 12 V.

Scurte caracteristici ale întreruptoarelor clasa "C":

Eliberare electromagnetică conceput pentru a salva de la un scurtcircuit și este declanșat de curent și la ce tensiune nu contează cu adevărat. În practică, am verificat mașinile la 10A, iar la un curent de 12A, mașina a funcționat pentru prima dată timp de 30-40 de minute, apoi a fost deja încălzită mult mai repede.

Eliberare termică (placă bimetală) funcționează la temperatură, iar cu cât curentul este mai mare, cu atât încălzirea plăcii este mai mare și timpul de răspuns este mai rapid. Cu un curent care circulă prin mașină egal cu valoarea sa nominală, mașina ar trebui să funcționeze în decurs de o oră, în funcție de temperatură. Aceasta este protecție dacă, de exemplu, sunt pornite prea multe dispozitive în linie, astfel încât firele să nu se supraîncălzească și izolația să nu se topească. Cu un exces dublu de curent, mașina ar trebui să funcționeze într-un minut, cu cât se încălzește mai mult, cu atât eliberarea termică va funcționa mai repede.

Acestea sunt caracteristicile mașinilor din clasa „C”, caracteristica este o capacitate mare de suprasarcină, astfel încât mașinile să nu se detașeze la pornirea sarcinilor cu curenți mari de pornire. Dar dacă ceva nu este în regulă, sunt destul de capabili să protejeze cablurile electrice.

Utilizarea întrerupătoarelor de curent alternativ pe curent continuu

Argumentul principal al oponenților unor astfel de automate este, cum ar fi, un arc mare și puternic la curent continuu, care va arde automatul și poate să ia foc, etc. Ei spun că în curent alternativ, arcul în sine se stinge atunci când trece prin zero. Dar dacă vizionați un videoclip în care un arc este aprins la 220V DC și 220V AC, atunci nu există nicio diferență. Da, și cum atunci sudorii obișnuiau să gătească de la aparatele de sudură AC dacă tipul de arc se stinge la trecerea zero. Nu l-ar putea aprinde, deoarece s-ar stinge constant, dar arcul este stabil și electrozii ard perfect la fel ca și cu curent continuu. Mai jos este un videoclip despre asta.

Eu insumi am incercat de multe ori sa inchid automata pe o baterie de 12V, iar automata merge bine, si nimeni nu arde nimic, am incercat sa inchid intreruptorul de la o baterie de 24 volti.

În ceea ce privește pierderile la mașini, desigur că sunt, dar nu atât de mari pe cât li se spune. De exemplu, la un curent de 26A, pierderile la o mașină dublă la 50A sunt de aproximativ 0,02, acesta este un total de 0,04V * 26 = 1,04 wați. Pierdere mult mai mare în fire cu secțiune transversală insuficientă sau cu o lungime mai mare de cinci metri.

Cred că mașinile automate trebuie instalate și în niciun caz invertoarele și controlerele nu trebuie conectate direct la baterii și la alte dispozitive. Se întâmplă ca tranzistorii de intrare să se ard în astfel de dispozitive și este bine dacă se ard doar cu puțin fum, dar se întâmplă ca în timpul arderii să se topească și să închidă contactele cristalului tranzistorului și se obține un scurtcircuit și apoi firul poate să nu reziste și firele vor începe să ardă și interiorul invertorului sau controlerului.

Nu am avut încă astfel de cazuri și nu au existat scurtcircuite mari. Dar a existat un caz când un mic convertor DC / DC s-a închis de la 12 la 5 volți. A fost conectat cu un fir subțire cu o secțiune transversală de 1,5kv printr-o mașină automată de 10A, iar când era închisă, mașina automată nu a funcționat imediat, deoarece curentul de scurtcircuit era mic. Sârma a reușit să se topească puțin, dar mașina a funcționat rapid și a salvat firul de aprindere și probleme mari.

Am mai citit pe undeva că a început să ardă un invertor la o persoană, care a fost înșurubat cu un cablu gros la baterie pe bornele și era imposibil să rupeți cablul cu mâinile. A trebuit să caut urgent un topor și să tai cablul, iar în timp ce ei căutau un topor, invertorul a continuat să ardă. Și dacă în acel moment nu era nimeni prin preajmă, sau dacă nu aveau timp, și a început un incendiu...