DC-afbrydere: hvad er de, og hvor bruges de? Strømafbrydere til kortslutningsbeskyttelse i solcelleanlæg DC-afbrydere.

DC-afbrydere bruges til at afbryde et kredsløb under belastning. På traktionsstationer bruges kontakter til at afbryde 600 V-forsyningsledninger i tilfælde af overbelastning og kortslutningsstrømme og til at afbryde omvendt strøm fra ensretterenheder i tilfælde af tilbageslag eller nedbrud af ventiler (dvs. interne kortslutninger under parallel drift af enheder).

Slukningen af ​​en lysbue ved hjælp af automatiske kontakter sker i luften på lysbueslukningshornene. Buen kan forlænges ved hjælp af magnetisk blæst eller i kamre med smalle slidser.

I alle tilfælde af afbrydelse af kredsløbet og dannelsen af ​​en elektrisk lysbue forekommer en naturlig opadgående bevægelse af lysbuen sammen med bevægelsen af ​​den luft, der opvarmes af den, dvs. termisk eksplosion.

Hovedsageligt brugt højhastighedsafbrydere.

Ris. 1. Oscillogrammer af strøm og spænding, når kortslutningsstrømmen er slået fra: a - med en langsomt virkende kontakt, b - med en højhastighedskontakt

Den samlede tid T for at afbryde en kortslutningsstrøm eller overbelastning af en afbryder består af tre hoveddele (fig. 1):

T = t o + t 1 + t 2

hvor t0 er tidspunktet for stigningen af ​​strømmen i det afbrudte kredsløb til værdien af ​​den indstillede strøm, dvs. til den værdi, ved hvilken afbryderanordningen for afbryderen udløses; t1 er kontaktens egen nedlukningstid, dvs. tiden fra det øjeblik, den aktuelle indstilling nås, indtil kontakterne begynder at divergere; t2 - lysbuebrændingstid.

Stigningstiden for strømmen i kredsløbet t0 afhænger af kredsløbets parametre og afbryderindstillingen.

Den iboende nedlukningstid t1 afhænger af kontakttypen: for ikke-hurtige kontakter er den iboende nedlukningstid i området 0,1-0,2 sek., for højhastighedsafbrydere er den 0,0015-0,005 sek.

Lysbuebrændingstiden t2 afhænger af størrelsen af ​​den koblede strøm og karakteristikaene af strømafbryderens lysbueslukningsanordninger.

Den samlede nedlukningstid for en langsomt virkende kontakt er inden for 0,15-0,3 sekunder, for en højhastighedskontakt - 0,01 - 0,03 sekunder.

På grund af sin korte iboende nedlukningstid begrænser højhastighedsafbryderen den maksimale værdi af kortslutningsstrømmen i det beskyttede kredsløb.

Ved traktionsstationer anvendes højhastigheds DC-afbrydere: VAB-2, AB-2/4, VAT-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 og andre.

Switch VAB-2 er polariseret, dvs. reagerer kun på strøm i én retning - fremad eller tilbage, afhængigt af kontaktindstillingen.

I fig. Figur 2 viser den elektromagnetiske mekanisme af en DC-switch.

Ris. 2. Elektromagnetisk mekanisme af VAB-2-kontakten: a - sektion af kontakten, b - grænser for slidgrænse for kontakterne på VAB-2-kontakten, (A - minimumstykkelsen af ​​den faste kontakt er 6 mm, B - minimumstykkelsen af ​​den bevægelige kontakt er 16 mm); 1 - holdespole, 2 - magnetisk kredsløb, 3 - koblingsspole, 4 - magnetisk anker, 5 - øvre stålbjælke, 6 - anker, 7 - hovedspole, 8 - kalibreringsspole, 9 - U-formet magnetisk kredsløb, 10 - strømførende spoleudgang, 11 - justeringsskrue, 12 - shuntplade, 13 - fleksibel tilslutning, 14 - stop, 15 - ankerarm, 16 - ankerarms akse, 17 - fast kontakt, 18 - bevægelig kontakt, 19 - kontaktarm, 20 - akse kontaktarm, 21 - akse med rulle, 22 - låsearm, 23 - udløsningsfjedre, 24 - stang, 25 - justeringsskruer, 26 - beslag, 27 - holdespolekerne

Ankergrebet 15 (fig. 2, a) roterer omkring en akse 16, ført gennem den øvre stålbjælke 5. I den nedre del af armen 15, bestående af to silum-kinder, er et stålanker 6 fastspændt, og i øvre del er der en afstandsbøsning med en akse 20, omkring hvilken kontaktarmen 19, der er lavet af et sæt duraluminplader, roterer.

I toppen af ​​kontaktarmen er der en bevægelig kontakt 18, og i bunden er der en kobbersko med en fleksibel forbindelse 13, ved hjælp af hvilken den bevægelige kontakt forbindes til hovedstrømspolen 7 og gennem denne til terminal 10. I bunden af ​​kontaktarmen er på begge sider fastgjort stop 14, og i højre side er der en stålakse med en rulle 21, hvortil der på den ene side er fastgjort to udløsningsfjedre 23. På den anden side udløsningsfjedre er fastgjort med justeringsskruer 25 i et beslag 26, fast monteret på en stålbjælke 5.

I den frakoblede position drejes systemet af arme (ankerarm og kontaktarm) ved at frakoble fjedre 23 omkring akse 16, indtil armatur 6 stopper i venstre stang af det U-formede magnetiske kredsløb.

At skifte 3 og holde 1 spoler på kontakten modtager strøm fra deres egne DC-behov.

For at tænde for kontakten, skal du først lukke kredsløbet for holdespolen 1, derefter kredsløbet for drejespolen 3. Strømretningen i begge spoler skal være sådan, at de magnetiske fluxer, der skabes af dem, summeres til højre stangen af ​​den magnetiske kredsløbskerne 9, som tjener som kernen af ​​drejespolen; så vil anker 6 blive tiltrukket af koblingsspolens kerne, dvs. det vil være i "On"-positionen. I dette tilfælde vil aksen 20 sammen med kontaktarmen 19 dreje til venstre, udløserfjedrene 23 vil strække sig og vil have tendens til at dreje kontaktarmen 19 rundt om aksen 20.

Når kontakten er slået fra, ligger det magnetiske anker 4 på enden af ​​drejespolekernen og forbliver, når kontakten tændes, tiltrukket af kernens ende af den totale magnetiske flux af dreje- og holdespolerne. Det magnetiske armatur 4 er ved hjælp af en stang 24 forbundet med en låsearm 22, som forhindrer kontaktarmen i at dreje, indtil den bevægelige kontakt stopper mod den faste. Derfor forbliver der et mellemrum mellem hovedkontakterne, som kan justeres ved at ændre længden af ​​stangen 24 og bør være lig med 1,5-4 mm.

Hvis du fjerner spændingen fra drejespolen, vil de elektromagnetiske kræfter, der holder ankeret 4 i den tiltrukket position, falde, og fjedrene 23 vil ved hjælp af låsegrebet 22 og stangen 24 rive ankeret af enden af ​​drejespolens kerne. og drej kontakthåndtaget, indtil hovedkontakterne er lukket. Følgelig vil hovedkontakterne først lukke, efter at koblingsspolekredsløbet er blevet åbnet.

På denne måde implementeres princippet om fri frigivelse af VAB-2-switche. Afstanden mellem det magnetiske anker 4 (ellers kaldet fri-udløbsankeret) og enden af ​​kernen af ​​koblingsspolen i tændt position af kontakten skal være inden for 1,5-4 mm.

Styrekredsløbet sørger for levering af en kortvarig strømimpuls til koblingsspolen, hvis varighed kun er tilstrækkelig til at have tid til at flytte ankeret til "On" -positionen. Herefter åbnes koblingsspolekredsløbet automatisk.

Tilstedeværelsen af ​​gratis tripping kan kontrolleres på følgende måde. Et stykke papir lægges mellem hovedkontakterne, og kontaktorkontakten lukkes. Kontakten er tændt, men mens kontaktorkontakten er lukket, bør hovedkontakterne ikke lukke, og papirstykket kan frit fjernes fra mellemrummet mellem kontakterne. Så snart kontaktorkontakten er åben, vil det magnetiske anker være revet af fra enden af ​​den drejende spolekerne, og hovedkontakterne vil lukke. I dette tilfælde vil stykket papir blive klemt mellem kontakterne og kan ikke fjernes.

Når kontakten er tændt, høres en karakteristisk dobbeltbank: den første er fra kollisionen af ​​ankeret og kernen af ​​omskiftningsspolen, den anden er fra kollisionen af ​​de lukkede hovedkontakter.

Switchpolarisering involverer valg af strømretningen i holdespolen afhængigt af strømretningen i hovedstrømspolen.

For at kontakten skal slukke for kredsløbet, når retningen af ​​strømmen i det ændrer sig, vælges retningen af ​​strømmen i holdespolen på en sådan måde, at de magnetiske flux, der skabes af holdespolen og hovedstrømspolen, falder sammen. i retning i kernen af ​​tændspolen. Derfor, når strømmen flyder fremad, vil hovedkredsløbsstrømmen hjælpe med at holde kontakten i tændt position.

I nødtilstand, når hovedstrømmens retning ændres til den modsatte retning, vil retningen af ​​den magnetiske flux, der skabes af hovedstrømspolen i kernen af ​​tændspolen, ændres, dvs. den magnetiske flux af hovedstrømspolen vil ændre sig. være rettet mod holdespolens magnetiske flux, og ved en vis værdi af hovedstrømmen vil kernen af ​​tændspolen blive afmagnetiseret, og udløsningsfjedrene vil udløse afbryderen. Ydeevnen bestemmes i høj grad af, at mens den magnetiske flux i kernen af ​​koblingsspolen falder, stiger den magnetiske flux i kernen af ​​hovedstrømspolen.

For at kontakten skal slukke for kredsløbet, når strømmen stiger over den indstillede strøm i fremadgående retning, vælges retningen af ​​strømmen i holdespolen, således at den magnetiske flux af holdespolen i kernen af ​​tændingen spolen er rettet mod den magnetiske flux af hovedstrømspolen, når fremadgående strøm løber gennem den. I dette tilfælde, med en stigning i hovedstrømmen, øges afmagnetiseringen af ​​drejespolekernen, og ved en vis værdi af hovedstrømmen, lig med eller over den indstillede strøm, slukkes kontakten.

Indstillingsstrømmen reguleres i begge tilfælde ved at ændre den aktuelle værdi af holdespolen og ændre mellemrummet δ1.

Holdespolens aktuelle værdi reguleres ved at ændre værdien af ​​den ekstra modstand forbundet i serie med spolen.

Ændring af mellemrummet δ1 ændrer den magnetiske fluxmodstand for hovedstrømspolen. Efterhånden som mellemrummet δ1 falder, falder den magnetiske modstand, og som følge heraf falder størrelsen af ​​frakoblingsstrømmen. Mellemrummet δ1 ændres ved hjælp af justeringsskrue 11.

Mellemrummet 52 mellem stopperne 14 og armaturarmens 15 kinder i tændt position af kontakten karakteriserer kvaliteten af ​​lukningen af ​​hovedkontakterne og bør være inden for 2-5 mm. Anlægget producerer afbrydere med et mellemrum δ2 svarende til 4-5 mm. Størrelsen af ​​mellemrummet δ2 bestemmer rotationsvinklen for kontaktarmen 19 omkring aksen 20.

Fraværet af et mellemrum 52 (stoppene 14 er i kontakt med kinderne på armaturarmen 15) indikerer dårlig kontakt eller ingen kontakt mellem hovedkontakterne. Et mellemrum δ2 mindre end 2 eller mere end 5 mm indikerer, at hovedkontakterne kun er i kontakt ved den nedre eller øvre kant. Spalten δ2 kan være lille på grund af høj slid på kontakterne, som i dette tilfælde udskiftes.

Hvis kontaktdimensionerne er tilstrækkelige, justeres mellemrummet δ2 ved at flytte hele omskiftermekanismen langs kontaktrammen. For at flytte mekanismen frigøres de to bolte, der fastgør mekanismen til rammen.

Afstanden mellem hovedkontakterne i slukket position skal være 18-22 mm. Trykningen af ​​hovedkontakterne for kontakter med en mærkestrøm på op til 2000 A inklusive bør være inden for området 20-26 kg, og for kontakter med en mærkestrøm på 3000 A - inden for 26-30 kg.

I fig. 2, b viser det bevægelige afbrydersystem med betegnelsen for kontaktslidgrænsen. Den bevægelige kontakt anses for slidt, når dimension B bliver mindre end 16 mm, og den faste kontakt, når dimension A bliver mindre end 6 mm.

I fig. Figur 3 viser et detaljeret kontroldiagram for VAB-2-kontakten. Kredsløbet sørger for tilførsel af en kortvarig puls til koblingsspolen og tillader ikke gentagen tænding, når tænd/sluk-knappen holdes nede i lang tid, dvs. det giver beskyttelse mod "ringning". Holdespolen flyder konstant.

For at tænde for kontakten skal du trykke på "On"-knappen og derved lukke kredsløbet af spolerne på kontaktoren K og den blokerende RB. I dette tilfælde er kun kontaktoren aktiveret, hvilket lukker kredsløbet for VK-koblingsspolen.

Så snart ankeret indtager positionen "Til", lukker BA-kontaktens lukkeblokkontakter, og afbryderkontakterne åbnes. En af blokkontakterne omgår kontaktorens Ks spole, hvilket bryder koblingsspolens kredsløb. I dette tilfælde vil hele netværksspændingen blive påført spolen af ​​blokeringsrelæet RB, som, når den aktiveres, igen omgår kontaktorspolen med dens kontakter.

For at tænde for kontakten igen, skal du åbne tænd/sluk-knappen og lukke den igen.

Afladningsmodstanden CP, der er forbundet parallelt med holdespolen DC, tjener til at reducere overspændingen, når spolekredsløbet åbnes. LED'ens justerbare modstand gør det muligt at ændre holdespolens strøm.

Holdespolens mærkestrøm ved en spænding på 110 V er 0,5 A, og mærkestrømmen af ​​drejespolen ved samme spænding og parallelforbindelse af begge sektioner er 80 A.

Ris. 3. Elektrisk kredsløb til styring af VAB-2-kontakten: Fra. - nedlukningsknap, DK - holdespole, SD - ekstra modstand, CP - afladningsmodstand, BA - kontaktblokkontakter, LK, LZ - røde og grønne signallamper, tændt. - strømknap, K - kontaktor og dens kontakt, RB - blokeringsrelæ og dens kontakt, VK - tændspolen, AP - automatisk kontakt

Spændingsudsving i driftskredsløb er tilladt fra - 20 % til + 10 % af den nominelle spænding.

Den samlede tid til at slukke for kredsløbet ved hjælp af VAB-2-kontakten er 0,02-0,04 sekunder.

Slukning af lysbuen, når afbryderen bryder under belastning, sker i lysbueslukningskammeret ved hjælp af magnetisk sprængning.

Den magnetiske sprængspole er normalt forbundet i serie med afbryderens faste hovedkontakt og er en spole af den strømførende hovedskinne, inden i hvilken der er en kerne lavet af stålbånd. For at koncentrere magnetfeltet i området for buedannelse på kontakterne har kernen af ​​den magnetiske sprængspole på kontakterne polstykker.

Bueslukningskammeret (fig. 4) er en flad kasse lavet af asbestcement, inden i hvilken der er to langsgående skillevægge 4. Et horn 1 er installeret i kammeret, inden for hvilket kammerets rotationsakse passerer. Dette horn er elektrisk forbundet med en bevægelig kontakt. Det andet horn 7 er monteret på en fast kontakt. For at sikre en hurtig overgang af buen fra den bevægelige kontakt til horn 1, bør hornets afstand fra kontakten ikke være mere end 2-3 mm.

Den elektriske lysbue, der opstår, når den afbrydes mellem kontakterne 2 og 6 under påvirkning af det stærke magnetfelt fra den magnetiske sprængspole 5, blæses hurtigt på hornene 1 og 7, forlænges, afkøles af den modgående luftstrøm og væggene i kammer i de smalle mellemrum mellem skillevæggene og går hurtigt ud. Det anbefales at indsætte keramiske fliser i kammerets vægge i lysbueslukningszonen.

Bueundertrykkelseskamre af afbrydere til spændinger på 1500 V og højere (fig. 5) adskiller sig fra kamre til spændinger på 600 V i deres større overordnede dimensioner og tilstedeværelsen i ydervæggene af huller for gasser at undslippe og yderligere magnetiske sprængningsanordninger.

Ris. 4. Lysbuedæmpningskammer på VAB-2-kontakten til en spænding på 600 V: 1 og 7 - horn, 2 - bevægende kontakt, 3 - ydervægge, 4 - langsgående skillevægge, 5 - magnetisk sprængspole, 6 - fast kontakt

Ris. 5. Lysbueundertrykkelseskammer på VAB-2-kontakten til en spænding på 1500 V: a - kammerdesign, b - lysbueundertrykkelseskredsløb med yderligere magnetisk eksplosion; 1 - bevægelig kontakt, 2 - fast kontakt, 3 - magnetisk sprængspole, 4 og 8 - horn, 5 og 6 - hjælpehorn, 7 - magnetisk hjælpespole, I, II, III, IV - position af lysbuen under slukningsproces

Den ekstra magnetiske sprænganordning består af to hjælpehorn 5 og 6, mellem hvilke der er forbundet en spole 7. Efterhånden som buen forlænges, begynder den at lukke sig gennem hjælpehornene og spolen, som på grund af strømmens gennemstrømning. skaber en ekstra magnetisk eksplosion. Alle kamre har metal stangdæksler på ydersiden.

For hurtig og stabil lysbueslukning skal kontaktdivergensen være mindst 4-5 mm.

Afbryderhuset er lavet af ikke-magnetisk materiale - silumin - og er forbundet til en bevægelig kontakt, derfor er den under fuld driftsspænding under drift.

Automatisk højhastigheds DC-afbryder VAT-42

Drift af DC-strømafbrydere

Under drift er det nødvendigt at overvåge tilstanden af ​​hovedkontakterne. Spændingsfaldet mellem dem ved nominel belastning skal være inden for 30 mV.

Kontakter renses for oxid med en stålbørste (børstebørste). Når nedhængning vises, fjernes de med en fil, men kontakterne bør ikke files for at genoprette deres oprindelige flade form, da dette fører til hurtigt slid.

Det er nødvendigt med jævne mellemrum at rense væggene i bueslukningskammeret fra kobber- og kulstofaflejringer.

Ved inspektion af en DC-afbryder kontrolleres isoleringen af ​​holde- og koblingsspolerne i forhold til huset, samt isolationsmodstanden på væggene i lysbueslukningskammeret. Isoleringen af ​​lysbuedæmpningskammeret kontrolleres ved at påføre spænding mellem de bevægelige og faste hovedkontakter med kammeret lukket.

Før afbryderen tages i brug efter reparation eller langtidsopbevaring, skal dens kammer tørres i 10-12 timer ved en temperatur på 100-110 ° C.

Efter tørring installeres kammeret på kontakten, og isolationsmodstanden måles mellem to punkter i kammeret, der er placeret overfor de bevægelige og faste kontakter, når de er åbne. Denne modstand skal være mindst 20 mOhm.

Kalibrering af kontaktindstillinger udføres i laboratoriet ved hjælp af strøm modtaget fra en lavspændingsgenerator med en nominel spænding på 6-12 V.

På transformerstationen kalibreres afbryderne ved hjælp af belastningsstrømmen eller ved hjælp af en belastningsreostat ved en mærkespænding på 600 V. En metode til kalibrering af DC-afbrydere kan anbefales ved brug af en kalibreringsspole på 300 vindinger PEL-tråd med en diameter på 0,6 mm monteret på kernen af ​​hovedstrømspolen. Ved at lede jævnstrøm gennem spolen bestemmes den aktuelle indstillingsværdi baseret på antallet af ampereomdrejninger i det øjeblik, kontakten slukkes. Kontakterne i den første version, produceret tidligere, adskiller sig fra kontakterne i den anden version ved tilstedeværelsen af ​​en oliedæmper.

• 0,4kV
• kontakt
• sikring

Side 31 af 75

4-13. DC NETVÆRKSBESKYTTELSER TIL MÆKKESPÆNDING OP TIL 24 V

For at beskytte mod overstrømme af kredsløb, der drives af jævnstrømskilder med lav effekt med spændinger op til 24 V, anvendes enpolede afbrydere (fig. 4-40) med en nominel jævnstrøm på 2 til 50 A. De er produceret i samme størrelse og har en tidsforsinkelse omvendt afhængig af strømmen for alle strømme større end grænsestrømmen, som er mellem mærkestrømmen og 120-130 % af mærkestrømmen.

Ris. 4-40. DC-afbryder til 50 A, 24 V.

Ved en strøm svarende til 200 % af mærkestrømmen er tidsforsinkelsen for forskellige versioner i området 25 - 80 sekunder ved opvarmning fra kold tilstand og mindst 5 sekunder efter opvarmning med mærkestrømmen. Brydekapaciteten er 10,00 A med en mærkestrøm på udløsninger op til 10 A og 1.500 A for versioner med højere mærkestrøm. Garanteret levetid på 10.000 starter.

Et karakteristisk træk ved designet er fraværet af fri frigivelse, hvilket i nogle tilfælde er tilrådeligt, da det gør det muligt at holde maskinen i en lukket tilstand på trods af tilstedeværelsen af ​​overstrøm.

Når håndtaget er i "on" position, presses den bevægelige kontakt 1 altid mod den faste kontakt 2 ved hjælp af en stift 8, som påvirkes af en fjeder 9. I dette tilfælde komprimerer blokken 3 fjederen 4. Den holdes på grund af det faktum, at dens tand 5 er hoppet bag tanden 6 på termobimetalpladen 7. Når den er overbelastet, bøjes den termobimetalliske plade, tænderne 5 og 6 frigøres, og hvis håndtaget ikke holdes i on-position, så der sker en nedlukning, da håndtaget under påvirkning af fjederen 4 bevæger sig til den slukkede stilling, og stiften 8, der er placeret inde i den, åbner kontakten.

4-14. HALVHURTIGVIRKENDE AUTOMATISK MASKINE AB-45-1/6000

Automatisk AB-45-1/6000 til spænding 750 V, strøm 6.000 A DC - enpolet, med elektromagnetisk drev, åbningsudløser og maksimal øjeblikkelig udløsning med en justerbar indstilling på 6.000-12.000 A. Det blev udviklet til beskyttelse af højeffekt DC-installationer, hovedsageligt metallurgiske. Det grundlæggende kinematiske diagram af maskinen er omtrent det samme som for universelle maskiner; dog reduceres dens egen responstid, hvortil der anvendes en maksimal udløsning med en induktiv shunt (fig. 4-41).

Ris. 4-41. Maksimal udløsning med induktiv shunt til automatsikring AB-45-1/6000 til 6.000 I, 750 V DC.

En del af den magnetiske flux skabt af strømmen, der passerer gennem vinduet 1 i det magnetiske kredsløb, passerer gennem shunten 2 og forhindrer ankeret 3 i at tænde. Ved høje strømvæksthastigheder øges strømmen gennem holdeshunten langsomt på grund af påvirkningen af ​​kobberbøsningen 4, hvilket fører til en accelereret tiltrækning af frigørelsesankeret.

Under test (L. 4-9), på trods af den enorme stigningshastighed i strøm (25-10 + 6 a/sek), var den iboende responstid 10 - 15 ms, strømmen var ikke begrænset af maskinen og nåede 200 kA blev maskinen ødelagt af elektrodynamiske kræfter Under lignende forhold begrænsede VAB-2 maskinen strømmen til 42 kA Brydekapaciteten af ​​AV-45-1/6000 blev testet til 90 kA ved en spænding på 500 V. maskinen slukkede for en sådan strøm med en naturlig tid på 20-35 ms og en samlet tid på omkring 40 ms. Fremad

Fra begyndelsen af ​​fremkomsten af ​​elektricitet begyndte ingeniører at tænke på sikkerheden af ​​elektriske netværk og enheder fra nuværende overbelastninger. Som følge heraf er der designet mange forskellige enheder, som er kendetegnet ved pålidelig og højkvalitets beskyttelse. En af de seneste udviklinger er elektriske automatiske maskiner.

Denne enhed kaldes automatisk, fordi den er udstyret med en funktion til at slukke for strømmen i automatisk tilstand i tilfælde af kortslutning eller overbelastning. Konventionelle sikringer skal udskiftes med nye efter udløsning, og afbryderne kan tændes igen efter at have elimineret årsagerne til ulykken.

En sådan beskyttelsesanordning er nødvendig i ethvert elektrisk netværkskredsløb. En afbryder vil beskytte en bygning eller lokaler mod forskellige nødsituationer:

• Brande.
• Elektriske stød til en person.
• Elektriske ledningsfejl.

Typer og designfunktioner

Det er nødvendigt at kende oplysninger om de eksisterende typer af afbrydere for korrekt at vælge den passende enhed under køb. Der er en klassificering af elektriske maskiner i henhold til flere parametre.

Brydeevne

Denne egenskab bestemmer den kortslutningsstrøm, ved hvilken maskinen vil åbne kredsløbet og derved slukke for netværket og enheder, der var tilsluttet netværket. Baseret på denne egenskab er maskiner opdelt i:

• 4500 ampere afbrydere bruges til at forhindre fejl i elledningerne i ældre beboelsesejendomme.
• Ved 6000 ampere bruges de til at forhindre ulykker under kortslutninger i netværket af huse i nye bygninger.
• Ved 10.000 ampere, brugt i industrien til at beskytte elektriske installationer. En strøm af denne størrelsesorden kan forekomme i umiddelbar nærhed af en transformerstation.

Afbryderen udløses, når der opstår en kortslutning, ledsaget af forekomsten af ​​en vis mængde strøm.

Maskinen beskytter elektriske ledninger mod beskadigelse af isolering ved høj strøm.

Antal stænger

Denne egenskab fortæller os om det største antal ledninger, der kan forbindes til maskinen for at yde beskyttelse. I tilfælde af et uheld afbrydes spændingen ved disse poler.

Funktioner af maskiner med en stang

Sådanne elektriske afbrydere er de enkleste i design og tjener til at beskytte individuelle sektioner af netværket. To ledninger kan forbindes til en sådan afbryder: input og output.

Formålet med sådanne enheder er at beskytte elektriske ledninger mod overbelastning og kortslutning af ledninger. Den neutrale ledning er forbundet til den neutrale bus og omgår maskinen. Jordforbindelse tilsluttes separat.

Elektriske maskiner med en pol er ikke input, da når den er afbrudt, er fasen brudt, og den neutrale ledning forbliver forbundet til strømforsyningen. Dette giver ikke 100 % beskyttelse.

Egenskaber for maskiner med to poler

I tilfælde, hvor en nødsituation kræver fuldstændig afbrydelse af det elektriske netværk, anvendes strømafbrydere med to poler. De bruges som indledende. I nødsituationer eller ved kortslutning afbrydes alle elektriske ledninger på samme tid. Dette gør det muligt at udføre reparations- og vedligeholdelsesarbejde samt arbejde med tilslutning af udstyr, da fuldstændig sikkerhed er garanteret.

To-polede elektriske afbrydere bruges, når det er nødvendigt at have en separat afbryder til en enhed, der fungerer på et 220 volt netværk.

En maskine med to poler er forbundet til enheden ved hjælp af fire ledninger. Af disse kommer to fra strømforsyningen, og de to andre kommer fra den.

Tre-polet elektriske afbrydere

I et elektrisk netværk med tre faser anvendes 3-polede afbrydere. Jordingen efterlades ubeskyttet, og faselederne er forbundet til polerne.

Den tre-polede afbryder fungerer som input-enhed for alle trefasede belastningsforbrugere. Oftest bruges denne version af maskinen i industrielle forhold til at drive elektriske motorer.

Du kan tilslutte 6 ledere til maskinen, hvoraf tre er faser i det elektriske netværk, og de tre andre kommer fra maskinen og er forsynet med beskyttelse.

Brug af en fire-polet afbryder

For at give beskyttelse til et trefaset netværk med et fireledersystem af ledere (for eksempel en elektrisk motor forbundet i et stjernekredsløb), bruges en 4-polet afbryder. Det spiller rollen som en input-enhed til et firtrådsnetværk.

Det er muligt at tilslutte otte ledere til enheden. På den ene side - tre faser og nul, på den anden side - output af tre faser med nul.

Tid-aktuel karakteristik

Når enheder, der forbruger elektricitet, og det elektriske netværk fungerer normalt, løber strømmen normalt. Dette fænomen gælder også for elektriske maskiner. Men hvis strømmen af ​​forskellige årsager stiger over den nominelle værdi, udløses strømafbryderen, og kredsløbet brydes.

Parameteren for denne operation kaldes tids-strømkarakteristikken for den elektriske maskine. Det er en afhængighed af maskinens driftstid og forholdet mellem den aktuelle strøm, der passerer gennem maskinen, og den nominelle strømværdi.

Betydningen af ​​denne egenskab ligger i, at den sikrer det mindste antal falske alarmer på den ene side, og der ydes strømbeskyttelse på den anden side.

I energibranchen er der situationer, hvor en kortvarig stigning i strømstyrken ikke er forbundet med en nødsituation, og beskyttelsen bør ikke fungere. Det samme sker med elektriske maskiner.

Tid-strøm karakteristika bestemmer, efter hvilket tidspunkt beskyttelsen vil fungere, og hvilke aktuelle parametre der vil opstå. Jo større overbelastning, jo hurtigere kører maskinen.

Elektriske maskiner mærket "B"

Automatiske kontakter i kategori "B" er i stand til at slukke på 5 - 20 sek. I dette tilfælde varierer den aktuelle værdi fra 3 til 5 nominelle strømværdier ≅0,02 s. Sådanne maskiner bruges til at beskytte husholdningsapparater såvel som alle elektriske ledninger til lejligheder og huse.

Egenskaber for maskiner mærket "C"

Elektriske afbrydere af denne kategori kan slukke på 1 - 10 s, ved 5 - 10 gange den aktuelle belastning ≅0,02 s. Disse bruges i mange områder, mest populære til huse, lejligheder og andre lokaler.

Betydningen af ​​mærkningen "D" på automatisk

Automatiske maskiner med denne klasse bruges i industrien og laves i form af 3-polede og 4-polede versioner. De bruges til at beskytte kraftige elektriske motorer og forskellige trefasede enheder. Deres driftstid er op til 10 sekunder, mens driftsstrømmen kan overstige den nominelle værdi med 14 gange. Dette gør det muligt at bruge det med den nødvendige effekt til at beskytte forskellige kredsløb.

Elektriske motorer med betydelig effekt er oftest forbundet gennem elektriske maskiner med karakteristisk "D", fordi startstrømmen er høj.

Nominel strøm

Der er 12 versioner af maskinerne, som adskiller sig i egenskaberne af den nominelle driftsstrøm, fra 1 til 63 ampere. Denne parameter bestemmer den hastighed, hvormed maskinen slukker, når den aktuelle grænseværdi nås.

Ud fra denne egenskab vælges maskinen under hensyntagen til tværsnittet af trådkernerne og den tilladte strøm.

Driftsprincip for elektriske maskiner

Normal tilstand

Under normal drift af maskinen er kontrolhåndtaget spændt, strøm løber gennem strømkablet ved den øverste terminal. Dernæst løber strømmen til den faste kontakt, gennem den til den bevægelige kontakt og gennem en fleksibel ledning til magnetspolen. Efter det løber strømmen gennem ledningen til udgivelsens bimetalliske plade. Fra den går strømmen til den nedre terminal og videre til belastningen.

Overbelastningstilstand

Denne tilstand opstår, når maskinens mærkestrøm overskrides. Den bimetalliske plade opvarmes af en høj strøm, bøjer og åbner kredsløbet. Pladens handling kræver tid, hvilket afhænger af værdien af ​​den passerende strøm.

Afbryderen er en analog enhed. Der er visse vanskeligheder ved at sætte det op. Udløserens udløsningsstrøm justeres fra fabrikken ved hjælp af en speciel justeringsskrue. Efter at pladen er afkølet, kan maskinen fungere igen. Temperaturen på den bimetalliske strimmel afhænger af miljøet.

Frigivelsen virker ikke med det samme, hvilket tillader strømmen at vende tilbage til sin nominelle værdi. Hvis strømmen ikke falder, udløses udløseren. Overbelastning kan opstå på grund af kraftige enheder på linjen eller tilslutning af flere enheder på én gang.

Kortslutningstilstand

I denne tilstand stiger strømmen meget hurtigt. Magnetfeltet i magnetspolen flytter kernen, der aktiverer udløsningen og afbryder strømforsyningskontakterne, og fjerner derved nødbelastningen af ​​kredsløbet og beskytter netværket mod mulig brand og ødelæggelse.

En elektromagnetisk udløsning virker øjeblikkeligt, hvilket er anderledes end en termisk udløsning. Når kontakterne på driftskredsløbet åbner, fremkommer en elektrisk lysbue, hvis størrelse afhænger af strømmen i kredsløbet. Det forårsager ødelæggelse af kontakter. For at forhindre denne negative effekt laves en buesliske, som består af parallelle plader. I den falmer og forsvinder buen. De resulterende gasser udledes i et specielt hul.

Automatiske afbrydere, også kaldet "pakker", eller blot automatiske afbrydere, er det vigtigste middel til beskyttelse mod kortslutninger og overbelastninger. Jeg har brugt almindelige husholdningsafbrydere med kortslutningsbeskyttelse og termisk beskyttelse mod overstrøm lige fra starten af ​​mit vind-solkraftværk. Dette er sandsynligvis den eneste tilgængelige måde at give beskyttelse mod kortslutning af batterier, for at spare ledninger i tilfælde af en nødsituation og forbrugere.

Og stadig mange der ser mine videoer, hvis de ser almindelige maskiner i mit kraftværk, skriver de straks at sådanne maskiner ikke kan bruges, man skal bruge specielle til jævnstrøm eller sikringer. For stor en jævnstrømsbue, når kontakterne er afbrudt, vil brænde maskinen ud. De skriver, at der er store tab på sådanne maskiner. Generelt besluttede jeg at beskrive alt i detaljer, som det er, understøttet af erfaring og tal.

I denne artikel vil jeg tale specifikt om maskiner med betegnelsen "C", det er de mest almindelige maskiner, det er dem, der findes i de fleste el-tavler og sælges i butikker. Nedenfor på fotoboksene i mit solcelleanlæg er dette en 12V afkobling.

Korte karakteristika for klasse "C" afbrydere:

Karakteristika for C-automater. Maskiner "C" har en større overbelastningskapacitet sammenlignet med maskiner betegnet "B" og "A". Den øjeblikkelige driftsstrøm af maskinens elektromagnetiske udløsning forekommer ved strømme 5-10 gange større end den strøm, der er angivet på maskinen. For eksempel vil en 50A-maskine arbejde øjeblikkeligt ved strømme på 250-500A. Og en 10A automatisk maskine vil arbejde øjeblikkeligt ved strømme på 50-100A. Ved samme strøm fungerer den termiske udløsning på 1,5 sekunder, og den garanterede drift af den elektromagnetiske udløsning sker ved en ti gange overbelastning for vekselstrøm og ved en 15 gange overbelastning for jævnstrømskredsløb.

Elektromagnetisk udløsning Den er designet til at redde fra en kortslutning og udløses af strøm, men ved hvilken spænding er det i det væsentlige ikke vigtigt. I praksis testede jeg maskinerne ved 10A, og med en strøm på 12A virkede maskinen for første gang inden for 30-40 minutter, derefter ved opvarmning meget hurtigere.

Termisk udløsning (bimetallisk strimmel) Det virker baseret på temperatur, og jo højere strømstyrke, jo højere opvarmning af pladen, og jo hurtigere responstid. Med en strøm gennem maskinen svarende til dens nominelle værdi, bør maskinen køre inden for en time, afhængig af temperaturen. Dette er beskyttelse, hvis der for eksempel tændes for mange enheder i en linje, så ledningerne ikke overophedes, og isoleringen ikke smelter. Hvis strømmen er dobbelt, bør maskinen køre inden for et minut; jo mere den varmes op, jo hurtigere vil den termiske udløsning fungere.

Dette er karakteristikaene for klasse "C" maskiner, det særlige er en høj overbelastningskapacitet, så maskinerne ikke bliver slået ud, når de starter belastninger med høje startstrømme. Men hvis noget går galt, gør de et godt stykke arbejde med at beskytte de elektriske ledninger.

Brug af AC-afbrydere på jævnstrøm

Strukturelt adskiller AC-maskiner sig ikke fra DC-maskiner, og jeg mener, at dette blot er et markedsføringstrick for at sælge maskiner dyrere, fordi for DC-betegnelsen bliver prisskiltet umiddelbart ganget med 10 gange. Selv i industrien bruges konventionelle automatiske maskiner i DC-kredsløb.

Hovedargumentet for modstandere af sådanne maskiner er f.eks. en stor og kraftig lysbue på jævnstrøm, som vil brænde maskinen, og den kan gå i brand osv. De siger, at på vekselstrøm går selve lysbuen ud, når den krydser nul. Men hvis du ser en video, hvor de tænder en lysbue ved 220V DC og 220V AC, så er der ingen forskel. Og hvordan brugte svejsere AC-svejsemaskiner dengang, hvis lysbuen går ud, når de krydser nul. De ville ikke kunne tænde den, fordi den hele tiden ville gå ud, men lysbuen er stabil, og elektroderne brænder perfekt ligesom med jævnstrøm. Nedenfor er en video om dette.

Jeg har selv forsøgt mange gange at lukke afbrydere på et 12V batteri, og afbryderne fungerer perfekt, og ingen andre brænder noget, jeg har også forsøgt at lukke en afbryder på et 24 volt batteri.

Med hensyn til tab på maskingeværer er der selvfølgelig tab, men ikke så store som man siger om dem. For eksempel, med en strøm på 26A, er tabene på en dobbelt 50A afbryder ca. 0,02, dette er i alt 0,04V*26=1,04 watt. Der er meget mere tab i ledninger med utilstrækkeligt tværsnit eller med en længde på mere end fem meter.

Jeg mener, at der skal installeres automatiske maskiner, og under ingen omstændigheder må invertere og controllere tilsluttes direkte til batterier eller andre enheder. Det sker, at indgangstransistorerne i sådanne enheder brænder ud, og det er godt, hvis de bare brænder ud med lidt røg, men det sker, at de under forbrænding smelter og lukker transistorkrystallens kontakter, og der opstår en kortslutning, og derefter ledningen er muligvis ikke i stand til at modstå det, og ledningerne vil begynde at brænde, og indersiden af ​​inverteren eller controlleren.

Jeg har ikke haft sådanne tilfælde endnu, og der har ikke været store kortslutninger. Men der var et tilfælde, hvor en lille DC/DC-konverter kortsluttede fra 12 til 5 volt. Den var forbundet med en tynd ledning med et tværsnit på 1,5 kV gennem en 10A afbryder, og lukket virkede afbryderen ikke umiddelbart, fordi kortslutningsstrømmen var lille. Tråden nåede at smelte lidt, men maskinen virkede hurtigt og reddede mig fra en ledningsbrand og store problemer.

Jeg læste også et sted, at en persons inverter begyndte at brænde, som var skruet fast til batteripolerne med et tykt kabel, og det var umuligt at rive kablet af med hænderne. Vi måtte akut lede efter en økse og klippe kablet over, og mens vi ledte efter øksen fortsatte inverteren med at brænde. Og hvis der i det øjeblik ingen var i nærheden, eller hvis de ikke havde tid og en brand startede...