Brytare

Hur effektbrytaren fungerar

Automatiska omkopplare (brytare, brytare) är elektriska omkopplingsanordningar utformade för att leda kretsström i normala lägen och för att automatiskt skydda elektriska nätverk och utrustning från nödlägen (kortslutningsströmmar, överbelastningsströmmar, minskning eller bortfall av spänning, förändring i riktning) av strömmen, uppkomsten av magnetfält hos kraftfulla generatorer i nödsituationer, etc., samt för sällsynt kommutering av de nominella strömmarna (6-30 gånger om dagen).

På grund av deras enkelhet, bekvämlighet, underhållssäkerhet och tillförlitlighet för skydd mot kortslutningsströmmar, används dessa enheter i stor utsträckning i elektriska installationer med låg och hög effekt.

Strömbrytare är manuella omkopplingsanordningar, men många typer har en elektromagnetisk eller elektrisk motordrift, vilket gör det möjligt att fjärrstyra dem.

Funktionsprincip

Maskinerna stängs vanligtvis av manuellt (med drivenhet eller fjärrkontroll), och i händelse av ett brott mot normal drift (förekomst av överström eller spänningsreduktion) — automatiskt.I detta fall är varje maskin försedd med en överspänningsutlösare och i vissa typer med en underspänningsutlösning.

Enligt de skyddsfunktioner som utförs delas brytare in i automatiska maskiner: överström, underspänning och omvänd effekt.

Strömbrytare används för att automatiskt öppna en elektrisk krets när kortslutnings- och överbelastningsströmmar uppstår i den över den inställda gränsen. Genom att byta ut strömbrytaren och säkringen ger de ett mer tillförlitligt och selektivt skydd under onormala förhållanden.

Om miljöförhållandena skiljer sig från det normala (luftfuktigheten är högre än 85% och innehåller föroreningar av skadliga ångor), bör strömbrytarna placeras i lådor och skåp av dammfuktad och kemiskt resistent konstruktion.

Klassificering

Strömbrytare är indelade i:

• installationsbrytare har ett skyddande isolerande (plast) hölje och kan installeras på offentliga platser;

• universella - de har inte ett sådant fodral och är avsedda för installation i distributionsanordningar;

• agerar snabbt (dess egen reaktionstid överstiger inte 5 ms);

• långsam (från 10 till 100 ms);

Hastigheten tillhandahålls av själva driftprincipen (polariserade elektromagnetiska eller induktionsdynamiska principer, etc.), såväl som av villkoren för snabb släckning av den elektriska bågen. En liknande princip används i strömbegränsande maskiner;

• selektiv justerbar svarstid i området för kortslutningsströmmar;

• strömbrytare med omvänd ström som aktiveras endast när strömriktningen i den skyddade kretsen ändras;

• Polariserade automatiska maskiner stänger av kretsen endast när strömmen stiger i framåtriktningen, opolariserad - med vilken strömriktning som helst.

Design

Maskinens designegenskaper och funktionsprincip bestäms av dess syfte och omfattning.

Slå på och stänga av maskinen kan göras manuellt, med en elmotor eller en elektromagnetisk drivning.

Den manuella drivningen används för märkströmmar upp till 1000 A och ger en garanterad slutlig kopplingskapacitet, oavsett rörelsehastigheten för stängningshandtaget (operatören måste utföra kopplingsoperationen beslutsamt: starta - ta det till slutet).

Elektromagnetiska och elektriska motordrivningar drivs av spänningskällor. Frekvensomriktarens styrkrets måste ha skydd mot upprepad kortslutning, medan processen att slå på maskinen till de begränsande kortslutningsströmmarna måste stanna vid en matningsspänning på 85-110% av den nominella.

Vid överbelastning och kortslutningsströmmar kommer effektbrytaren att lösa ut oavsett om reglagehandtaget hålls i stängt läge.

En viktig del av maskinen är en utlösning, som styr den inställda parametern för den skyddade kretsen och verkar på utlösningsanordningen, som löser ut strömbrytaren. Dessutom tillåter frigöringen fjärravstängning av maskinen. De vanligaste utgåvorna är följande typer:

• elektromagnetiska för skydd mot kortslutningsströmmar;

• termisk för överbelastningsskydd;

• kombinerad;

• halvledare med hög stabilitet för svarsparametrar och enkel inställning.

Strömbrytare utan utlösare kan användas för omkoppling av en strömlös krets eller för sällsynt omkoppling av märkström.

Serien av strömbrytare som tillverkas av industrin är utformade för att användas i olika klimatzoner, placerade på platser med olika arbetsförhållanden, för att arbeta under förhållanden som är olika när det gäller mekanisk påfrestning och explosivitet i miljön, och har olika grad av skydd mot beröring och yttre påverkan.

Information om specifika typer av enheter, deras standardversioner och standardstorlekar finns i de normativa och tekniska dokumenten. Som regel är ett sådant dokument anläggningens tekniska villkor (TU)... I vissa fall, för att förena produkter som används i stor utsträckning och produceras av flera företag, höjs nivån på dokumentet (ibland till nivån i den statliga standarden).

Effektbrytare består av följande huvudkomponenter:

• kontaktsystem;

• bågsläckningssystem;

• befriande;

• kontrollmekanism;

• frisläppningsmekanism.

Ett kontaktsystem består av fasta kontakter fixerade i huset och rörliga kontakter monterade gångjärnsförsedda på halvaxeln av manövermekanismens spak och ger vanligtvis ett enda kretsbrott.

En ljusbågssläckningsanordning är installerad i varje pol av strömbrytaren och är utformad för att lokalisera en elektrisk ljusbåge i en begränsad volym. Det är en bågkammare med ett rutnät av avjoniserad stålplåt. Gnistfångare i form av fiberplattor kan också tillhandahållas.

En frikopplingsmekanism är en gångjärnsförsedd 3- eller 4-länksmekanism som ger frigöring och deaktivering av kontaktsystemet i både automatisk och manuell drift.

En elektromagnetisk överströmsutlösning, som är en ankarelektromagnet, ger automatisk utlösning av strömbrytaren vid kortslutningsströmmar som överstiger ströminställningen. Elektromagnetiska strömutlösningar med hydraulisk fördröjningsanordning har en omvänd tidsfördröjning för att skydda mot överbelastningsströmmar.

Termisk överbelastningsavlastning är en termobimetallisk platta. Vid överbelastningsströmmar säkerställer deformationen och krafterna hos denna platta automatisk utlösning av strömbrytaren. Fördröjningen minskar när strömmen ökar.

Halvledarutlösningsenheter består av ett mätelement, ett block av halvledarreläer och en utgående elektromagnet som verkar på maskinens fria frigöringsmekanism. En strömtransformator (AC) eller en förstärkare med en magnetisk choke (DC) används som mätelement.

Halvledarströmutlösningen tillåter att följande parametrar justeras:

• nominell urladdningsström;

• inställning för driftström i området för kortslutningsströmmar (avbrottsström);

• svarstidsinställningar i trafikstockningszonen;

• svarstidsinställningar inom området kortslutningsströmmar (för selektiva omkopplare).

Många strömbrytare använder kombinationsutlösare som använder termiska element för att skydda mot överbelastningsströmmar och elektromagnetiska element för att skydda mot kortslutningsströmmar utan tidsfördröjning (avbrott).

Strömbrytaren har även ytterligare aggregat som är inbyggda i brytaren eller kopplade till den externt.De kan vara oberoende, noll och låg spänning, fria och hjälpkontakter, manuell och elektromagnetisk fjärrstyrning, automatisk avstängningssignalering, anordning för att låsa strömbrytaren i "av"-läget.

Shuntutlösningen är en elektromagnet som drivs av en extern spänningskälla. Sub- och nollsläpp kan vara tidsfördröjda och icke-tidsfördröjda. Med hjälp av en shunt eller underspänningsutlösning är fjärravstängning av maskinen möjlig.

Driftsförhållanden

Strömbrytarna finns i versioner med olika skyddsgrader mot beröring och yttre påverkan (IPOO, IP20, IP30, IP54). I det här fallet kan skyddsgraden för terminalerna för anslutning av externa ledningar vara lägre än skyddsgraden för omkopplarhuset.

Strömbrytarna tillverkas i 5 klimatversioner och 5 placeringskategorier, som är kodade med bokstäverna U, UHL, T, M, OM och siffrorna 1,2,3,4,5.

Omkopplarna är designade för kontinuerlig drift under följande förhållanden:

• installation på en höjd av högst 1000 m (omkopplare i AP50- och AE1000-serien — på en höjd av högst 2000 m över havet);

• omgivande lufttemperatur från - 40 (utan dagg och frost) till + 40 ° C (för AE1000-serien - från +5 till + 40 ° C);

• relativ luftfuktighet i miljön inte mer än 90% vid 20 ° C och inte mer än 50% vid 40 ° C;

• miljö - icke-explosiv, som inte innehåller damm (inklusive ledande) i en mängd som stör strömbrytarens funktion, och korrosiva gaser och ångor i koncentrationer som förstör metaller och isolering;

• plats för installation av omkopplaren - skyddad från vatten, olja, emulsion, etc.;

• brist på direkt exponering för sol och radioaktiv strålning;

• brist på skarpa stötar (slag) och kraftig skakning; vibration av brytarnas monteringspunkter med en frekvens på upp till 100 Hz med en acceleration på högst 0,7 g är tillåten.

Grupperna av driftsförhållanden för elektriska produkter med hänsyn till påverkan av de mekaniska faktorerna i den yttre miljön bestäms av GOST 17516.1-90. Enligt katalogdata är effektbrytarna konstruerade för drift i grupperna Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25.

När det gäller säkerhet överensstämmer strömbrytare med GOST 12.2.007.0-75 och GOST 12.2.007.6-75, kraven i "Regler för elektriska installationer" och säkerställer de driftsförhållanden som bestäms av "Regler för teknisk drift av installationer" av användaren «och» Säkerhetsregler för driften av elektriska installationer av användaren «, godkänd av statens energitillsynstjänst den 12.21.94. När det gäller skydd mot läckströmmar uppfyller strömbrytare kraven i GOST 12.1. 038-82.

Icke-arbetande arbete (lagring och transport under arbetsraster) är i enlighet med GOST 15543-70 och GOST 15150-69.

Läs även om detta ämne: Strömbrytare, strömbrytare, RCD — vad är skillnaden?