Disjoncteurs DC : que sont-ils et où sont-ils utilisés ? Disjoncteurs pour la protection contre les courts-circuits dans les centrales solaires Disjoncteurs DC.

Les disjoncteurs CC sont utilisés pour déconnecter un circuit sous charge. Dans les sous-stations de traction, des interrupteurs sont utilisés pour couper les lignes d'alimentation 600 V en cas de surcharges et de courants de court-circuit et pour couper le courant inverse des unités de redressement en cas d'allumage inversé ou de panne de vannes (c'est-à-dire des courts-circuits internes lors d'opérations parallèles). fonctionnement des unités).

L'extinction d'un arc électrique par des interrupteurs automatiques s'effectue dans l'air sur les cornes d'extinction d'arc. L'arc peut être étendu à l'aide d'un souffle magnétique ou dans des chambres à fentes étroites.

Dans tous les cas de déconnexion du circuit et de formation d'un arc électrique, un mouvement naturel ascendant de l'arc se produit accompagné du mouvement de l'air chauffé par celui-ci, c'est-à-dire un souffle thermique.

Principalement utilisé disjoncteurs à grande vitesse.

Riz. 1. Oscillogrammes de courant et de tension lorsque le courant de court-circuit est coupé : a - avec un interrupteur à action lente, b - avec un interrupteur à grande vitesse

Le temps total T de coupure d'un courant de court-circuit ou d'une surcharge par un disjoncteur se compose de trois parties principales (Fig. 1) :

T = t o + t 1 + t 2

où t0 est le temps de montée du courant dans le circuit déconnecté jusqu'à la valeur du courant réglé, c'est-à-dire jusqu'à la valeur à laquelle se déclenche le dispositif de sectionnement du disjoncteur ; t1 est le temps d'arrêt du commutateur, c'est-à-dire le temps écoulé entre le moment où le réglage actuel est atteint et le moment où les contacts du commutateur commencent à diverger ; t2 - durée de combustion de l'arc.

Le temps de montée du courant dans le circuit t0 dépend des paramètres du circuit et du réglage du commutateur.

Le temps d'arrêt réel t1 dépend du type d'interrupteur : pour les interrupteurs non rapides, le temps d'arrêt propre est compris entre 0,1 et 0,2 s, pour les interrupteurs rapides - de 0,0015 à 0,005 s.

La durée de combustion de l'arc t2 dépend de l'amplitude du courant commuté et des caractéristiques des dispositifs d'extinction d'arc du disjoncteur.

Le temps d'arrêt total pour un interrupteur à action lente est compris entre 0,15 et 0,3 seconde, pour un interrupteur à grande vitesse - entre 0,01 et 0,03 seconde.

Grâce à son temps d'arrêt intrinsèque court, l'interrupteur rapide limite la valeur maximale du courant de court-circuit dans le circuit protégé.

Dans les sous-stations de traction, des disjoncteurs CC à grande vitesse sont utilisés : VAB-2, AB-2/4, TVA-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 et autres.

Commutateur VAB-2 est polarisé, c'est-à-dire qu'il réagit au courant dans une seule direction - avant ou arrière, selon le réglage du commutateur.

Sur la fig. La figure 2 montre le mécanisme électromagnétique d'un interrupteur CC.

Riz. 2. Mécanisme électromagnétique de l'interrupteur VAB-2 : a - section de l'interrupteur, b - limites d'usure des contacts de l'interrupteur VAB-2, (A - l'épaisseur minimale du contact fixe est de 6 mm, B - l'épaisseur minimale du contact mobile est de 16 mm) ; 1 - bobine de maintien, 2 - noyau magnétique, 3 - bobine de commutation, 4 - induit magnétique, 5 - poutre supérieure en acier, 6 - induit, 7 - bobine de culasse principale, 8 - bobine d'étalonnage, 9 - noyau magnétique en forme de U, 10 - sortie de bobine conductrice de courant, 11 - vis de réglage, 12 - plaque de dérivation, 13 - connexion flexible, 14 - butée, 15 - levier d'induit, 16 - axe du levier d'induit, 17 - contact fixe, 18 - contact mobile, 19 - levier de contact, 20 - levier de contact d'axe, 21 - axe avec rouleau, 22 - levier de verrouillage, 23 - ressorts de déclenchement, 24 - tige, 25 - vis de réglage, 26 - support, 27 - noyau de bobine de maintien

Le levier d'ancrage 15 (Fig. 2, a) tourne autour d'un axe 16, passé à travers la poutre supérieure en acier 5. Dans la partie inférieure du levier 15, constitué de deux joues en silumin, une ancre en acier 6 est serrée, et dans la partie inférieure du levier 15, constitué de deux joues en silumin, est serrée une ancre en acier 6, et dans la partie supérieure se trouve un manchon entretoise avec un axe 20, autour duquel tourne le levier de contact 19, constitué d'un ensemble de plaques de duralumin.

Au sommet du levier de contact se trouve un contact mobile 18 et en bas se trouve un sabot en cuivre avec une connexion flexible 13, à l'aide duquel le contact mobile est connecté à la bobine de courant principale 7 et à travers elle à la borne 10. Des butées 14 sont fixées au bas du levier de contact des deux côtés, et sur le côté droit se trouve un axe en acier avec un rouleau 21, auquel sont fixés deux ressorts de déclenchement 23 d'un côté, de l'autre côté. les ressorts de déclenchement sont fixés avec des vis de réglage 25 dans un support 26, monté fixement sur une poutre en acier 5.

En position débrayée, le système de leviers (levier d'induit et levier de contact) est entraîné en rotation par les ressorts de déconnexion 23 autour de l'axe 16 jusqu'à ce que l'induit 6 s'arrête dans la tige gauche du circuit magnétique en U.

Les bobines de commutation 3 et de maintien 1 du commutateur sont alimentées par leurs propres besoins en courant continu.

Pour allumer l'interrupteur, vous devez d'abord fermer le circuit de la bobine de maintien 1, puis le circuit de la bobine tournante 3. Le sens du courant dans les deux bobines doit être tel que les flux magnétiques créés par elles s'additionnent dans le bon sens. la tige du noyau du circuit magnétique 9, qui sert de noyau à la bobine tournante ; alors l'armature 6 sera attirée vers le noyau de la bobine tournante, c'est-à-dire qu'elle sera en position « On ». Dans ce cas, l'axe 20 ainsi que le levier de contact 19 tourneront vers la gauche, les ressorts de déclenchement 23 s'étireront et auront tendance à faire tourner le levier de contact 19 autour de l'axe 20.

Lorsque l'interrupteur est éteint, l'induit magnétique 4 repose sur l'extrémité du noyau de la bobine tournante et, lorsque l'interrupteur est allumé, reste attiré vers l'extrémité du noyau par le flux magnétique total des bobines tournantes et de maintien. L'armature magnétique 4 est reliée au moyen d'une tige 24 à un levier de verrouillage 22, qui empêche le levier de contact de tourner jusqu'à ce que le contact mobile s'arrête contre le fixe. Par conséquent, il reste un écart entre les contacts principaux, qui peut être ajusté en modifiant la longueur de la tige 24 et doit être égal à 1,5-4 mm.

Si vous supprimez la tension de la bobine de commutation, les forces électromagnétiques maintenant l'armature 4 en position attirée diminueront et les ressorts 23, à l'aide du levier de verrouillage 22 et de la tige 24, arracheront l'armature de l'extrémité du noyau de la bobine de commutation. et tournez le levier de contact jusqu'à ce que les contacts principaux soient fermés. Par conséquent, les contacts principaux ne se fermeront qu'après l'ouverture du circuit de la bobine de commutation.

De cette manière, le principe de libération libre des commutateurs VAB-2 est mis en œuvre. L'écart entre l'armature magnétique 4 (autrement appelée armature de déclenchement libre) et l'extrémité du noyau de la bobine de commutation en position marche de l'interrupteur doit être compris entre 1,5 et 4 mm.

Le circuit de commande assure la fourniture d'une impulsion de courant à court terme à la bobine de commutation, dont la durée est suffisante uniquement pour avoir le temps de déplacer l'armature en position « On ». Après cela, le circuit de la bobine de commutation s'ouvre automatiquement.

La présence d'un déclenchement libre peut être vérifiée de la manière suivante. Un morceau de papier est placé entre les contacts principaux et le contact du contacteur est fermé. L'interrupteur est allumé, mais lorsque le contact du contacteur est fermé, les contacts principaux ne doivent pas se fermer et le morceau de papier peut être librement retiré de l'espace entre les contacts. Dès que le contact du contacteur est ouvert, l'induit magnétique sera. arraché de l'extrémité du noyau de la bobine tournante et les contacts principaux se fermeront. Dans ce cas, le morceau de papier sera pris en sandwich entre les contacts et ne pourra pas être retiré.

Lorsque l'interrupteur est allumé, un double coup caractéristique se fait entendre : le premier provient de la collision de l'armature et du noyau de la bobine de commutation, le second provient de la collision des contacts principaux fermés.

La polarisation du commutateur consiste à sélectionner la direction du courant dans la bobine de maintien en fonction de la direction du courant dans la bobine de courant principale.

Pour que l'interrupteur coupe le circuit lorsque la direction du courant dans celui-ci change, la direction du courant dans la bobine de maintien est sélectionnée de telle manière que les flux magnétiques créés par la bobine de maintien et la bobine de courant principale coïncident en direction du noyau de la bobine de commutation. Par conséquent, lorsque le courant circule dans le sens direct, le courant du circuit principal aidera à maintenir l’interrupteur en position marche.

En mode d'urgence, lorsque la direction du courant principal change dans la direction opposée, la direction du flux magnétique créé par la bobine de courant principal dans le noyau de la bobine d'allumage changera, c'est-à-dire que le flux magnétique de la bobine de courant principale changera. sera dirigé contre le flux magnétique de la bobine de maintien et à une certaine valeur du courant principal le noyau de la bobine d'allumage sera démagnétisé et les ressorts de déclenchement déclencheront le disjoncteur. Les performances sont déterminées dans une large mesure par le fait que tandis que le flux magnétique dans le noyau de la bobine de commutation diminue, le flux magnétique dans le noyau de la bobine de courant principale augmente.

Pour que l'interrupteur coupe le circuit lorsque le courant augmente au-dessus du courant réglé dans le sens direct, la direction du courant dans la bobine de maintien est sélectionnée de manière à ce que le flux magnétique de la bobine de maintien dans le noyau de la mise sous tension La bobine est dirigée contre le flux magnétique de la bobine de courant principale lorsque le courant direct la traverse. Dans ce cas, avec une augmentation du courant principal, la démagnétisation du noyau de la bobine tournante augmente et à une certaine valeur du courant principal, égale ou supérieure au courant défini, l'interrupteur est éteint.

Le courant de réglage dans les deux cas est régulé en modifiant la valeur actuelle de la bobine de maintien et en modifiant l'écart δ1.

La valeur actuelle de la bobine de maintien est régulée en modifiant la valeur de la résistance supplémentaire connectée en série avec la bobine.

La modification de l'écart δ1 modifie la résistance au flux magnétique de la bobine de courant principale. À mesure que l'intervalle δ1 diminue, la résistance magnétique diminue et, par conséquent, l'amplitude du courant de déconnexion diminue. L'écart δ1 est modifié à l'aide de la vis de réglage 11.

L'écart δ2 entre les butées 14 et les joues du levier d'induit 15 en position marche de l'interrupteur caractérise la qualité de la fermeture des contacts principaux et doit être compris entre 2 et 5 mm. L'usine produit des interrupteurs avec un écart δ2 égal à 4-5 mm. La taille de l'entrefer δ2 détermine l'angle de rotation du levier de contact 19 autour de l'axe 20.

L'absence d'espace δ2 (les butées 14 sont en contact avec les joues du levier d'induit 15) indique un mauvais contact ou un absence de contact entre les contacts principaux. Un écart δ2 inférieur à 2 ou supérieur à 5 mm indique que les contacts principaux ne sont en contact qu'au niveau du bord inférieur ou supérieur. L'écart δ2 peut être faible en raison de l'usure importante des contacts, qui sont dans ce cas remplacés.

Si les dimensions du contact sont suffisantes, alors l'espace δ2 est ajusté en déplaçant l'ensemble du mécanisme de commutation le long du cadre de commutation. Pour déplacer le mécanisme, les deux boulons qui fixent le mécanisme au châssis sont desserrés.

La distance entre les contacts principaux en position d'arrêt doit être de 18 à 22 mm. La pression des contacts principaux pour les interrupteurs avec un courant nominal jusqu'à 2 000 A inclus doit être comprise entre 20 et 26 kg et pour les interrupteurs avec un courant nominal de 3 000 A, entre 26 et 30 kg.

Sur la fig. 2, b montre le système d'interrupteur mobile avec la désignation de la limite d'usure des contacts. Le contact mobile est considéré comme usé lorsque la dimension B devient inférieure à 16 mm, et le contact fixe lorsque la dimension A devient inférieure à 6 mm.

Sur la fig. La figure 3 montre un schéma de commande détaillé du commutateur VAB-2. Le circuit assure la fourniture d'une impulsion à court terme à la bobine de commutation et ne permet pas de mise sous tension répétée lorsque le bouton d'alimentation est enfoncé pendant une longue période, c'est-à-dire qu'il offre une protection contre la « sonnerie ». La bobine de maintien fait circuler constamment du courant.

Pour allumer l'interrupteur, appuyez sur le bouton « On », fermant ainsi le circuit des bobines du contacteur K et du blocage RB. Dans ce cas, seul le contacteur est activé, ce qui ferme le circuit de la bobine de commutation VK.

Dès que l'armature prend la position « On », les contacts de bloc de fermeture de l'interrupteur BA se fermeront et les contacts de coupure s'ouvriront. L'un des contacts de bloc contourne la bobine du contacteur K, ce qui coupe le circuit de la bobine de commutation. Dans ce cas, toute la tension du réseau sera appliquée à la bobine du relais de blocage RB qui, lorsqu'elle est activée, contourne à nouveau la bobine du contacteur avec ses contacts.

Pour rallumer l'interrupteur, vous devez ouvrir le bouton d'alimentation et le refermer.

La résistance de décharge CP, connectée en parallèle avec la bobine de maintien DC, sert à réduire la surtension lors de l'ouverture du circuit de la bobine. La résistance réglable de la LED permet de modifier le courant de la bobine de maintien.

Le courant nominal de la bobine de maintien à une tension de 110 V est de 0,5 A et le courant nominal de la bobine tournante à la même tension et connexion parallèle des deux sections est de 80 A.

Riz. 3. Circuit électrique de commande de l'interrupteur VAB-2 : Arrêt. - bouton d'arrêt, DK - bobine de maintien, SD - résistance supplémentaire, CP - résistance de décharge, BA - contacts du bloc interrupteur, LK, LZ - voyants de signalisation rouge et vert, On. - bouton d'alimentation, K - contacteur et son contact, RB - relais de blocage et son contact, VK - bobine d'allumage, AP - interrupteur automatique

Les fluctuations de tension dans les circuits de fonctionnement sont autorisées de - 20 % à + 10 % de la tension nominale.

Le temps total pour désactiver le circuit à l'aide du commutateur VAB-2 est de 0,02 à 0,04 seconde.

L'extinction de l'arc lorsque le disjoncteur se brise sous charge se produit dans la chambre d'extinction d'arc à l'aide d'un souffle magnétique.

La bobine de soufflage magnétique est généralement connectée en série avec le contact fixe principal de l'interrupteur et est une bobine de la barre omnibus principale conductrice de courant, à l'intérieur de laquelle se trouve un noyau en ruban d'acier. Pour concentrer le champ magnétique dans la zone de formation d'arc sur les contacts, le noyau de la bobine de soufflage magnétique des interrupteurs comporte des pièces polaires.

La chambre d'extinction d'arc (Fig. 4) est un caisson plat en amiante-ciment, à l'intérieur duquel se trouvent deux cloisons longitudinales 4. Un klaxon 1 est installé dans la chambre, à l'intérieur duquel passe l'axe de rotation de la chambre. Ce klaxon est connecté électriquement à un contact mobile. L'autre cornet 7 est monté sur un contact fixe. Pour assurer une transition rapide de l'arc du contact mobile au cornet 1, la distance entre le cornet et le contact ne doit pas dépasser 2-3 mm.

L'arc électrique qui se produit lors de la déconnexion entre les contacts 2 et 6 sous l'influence du fort champ magnétique de la bobine magnétique de soufflage 5 est rapidement soufflé sur les cornes 1 et 7, s'allonge, est refroidi par le flux d'air venant en sens inverse et les parois du chambre dans les espaces étroits entre les cloisons et s'éteint rapidement. Il est recommandé d'insérer des carreaux de céramique dans les parois de la chambre dans la zone d'extinction de l'arc.

Les chambres de suppression d'arc des interrupteurs pour des tensions de 1 500 V et plus (Fig. 5) diffèrent des chambres pour des tensions de 600 V par leurs dimensions hors tout plus grandes et la présence dans les parois extérieures de trous pour l'évacuation des gaz et de dispositifs de soufflage magnétique supplémentaires.

Riz. 4. Chambre de suppression d'arc de l'interrupteur VAB-2 pour une tension de 600 V : 1 et 7 - cornes, 2 - contact mobile, 3 - parois extérieures, 4 - cloisons longitudinales, 5 - bobine de soufflage magnétique, 6 - contact fixe

Riz. 5. Chambre de suppression d'arc de l'interrupteur VAB-2 pour une tension de 1500 V : a - conception de la chambre, b - circuit de suppression d'arc avec souffle magnétique supplémentaire ; 1 - contact mobile, 2 - contact fixe, 3 - bobine de soufflage magnétique, 4 et 8 - avertisseurs, 5 et 6 - avertisseurs auxiliaires, 7 - bobine de soufflage magnétique auxiliaire, I, II, III, IV - position de l'arc pendant le processus d'extinction

Le dispositif de soufflage magnétique supplémentaire est constitué de deux cornes auxiliaires 5 et 6, entre lesquelles est connectée une bobine 7. Au fur et à mesure que l'arc s'allonge, il commence à se fermer à travers les cornes auxiliaires et la bobine qui, du fait du flux de courant qui la traverse, crée une explosion magnétique supplémentaire. Toutes les chambres sont dotées de couvercles de poteaux métalliques à l'extérieur.

Pour une extinction rapide et stable de l'arc, la divergence des contacts doit être d'au moins 4 à 5 mm.

Le corps de l'interrupteur est constitué d'un matériau non magnétique - le silumin - et est connecté à un contact mobile, il est donc sous pleine tension de fonctionnement pendant le fonctionnement.

Commutateur DC automatique haute vitesse TVA-42

Fonctionnement des disjoncteurs CC

Pendant le fonctionnement, il est nécessaire de surveiller l'état des contacts principaux. La chute de tension entre eux à la charge nominale doit être inférieure à 30 mV.

Les contacts sont nettoyés de l'oxyde à l'aide d'une brosse métallique (brosse à brosser). Lorsqu'un affaissement apparaît, ils sont retirés à la lime, mais les contacts ne doivent pas être limés pour retrouver leur forme plate d'origine, car cela entraîne une usure rapide.

Il est nécessaire de nettoyer périodiquement les parois de la chambre d'extinction d'arc des dépôts de cuivre et de carbone.

Lors de l'inspection d'un interrupteur à courant continu, l'isolation des bobines de maintien et de commutation est vérifiée par rapport au boîtier, ainsi que la résistance d'isolement des parois de la chambre d'extinction d'arc. L'isolation de la chambre de suppression d'arc est vérifiée en appliquant une tension entre les contacts principaux mobiles et fixes avec la chambre fermée.

Avant de mettre l'interrupteur en service après réparation ou stockage de longue durée, sa chambre doit être séchée pendant 10 à 12 heures à une température de 100 à 110°C.

Après séchage, la chambre est installée sur l'interrupteur et la résistance d'isolement est mesurée entre deux points de la chambre situés en face des contacts mobiles et fixes lorsqu'ils sont ouverts. Cette résistance doit être d'au moins 20 mOhm.

L'étalonnage des réglages des commutateurs est effectué en laboratoire en utilisant le courant reçu d'un générateur basse tension avec une tension nominale de 6-12 V.

Au poste, les disjoncteurs sont calibrés à l'aide du courant de charge ou à l'aide d'un rhéostat de charge à une tension nominale de 600 V. Une méthode d'étalonnage des commutateurs DC peut être recommandée en utilisant une bobine d'étalonnage de 300 tours de fil PEL d'un diamètre de 0,6 mm montée sur le noyau de la bobine de courant principale. En faisant passer un courant continu à travers la bobine, la valeur de réglage du courant est déterminée en fonction du nombre d'ampères-tours au moment où l'interrupteur est éteint. Les interrupteurs de la première version, produits antérieurement, se distinguent des interrupteurs de la deuxième version par la présence d'un amortisseur à huile.

• 0,4kV
• changer
• fusible

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4-13. PROTECTEURS DE RÉSEAU DC POUR TENSION NOMINALE JUSQU'À 24 V

Pour protéger contre les surintensités des circuits alimentés par des sources de courant continu de faible puissance avec des tensions allant jusqu'à 24 V, des disjoncteurs unipolaires sont utilisés (Fig. 4-40) avec un courant continu nominal de 2 à 50 A. Ils sont produits dans la même taille et ont une temporisation inversement dépendante du courant pour tous les courants supérieurs au courant limite, qui est compris entre le courant nominal et 120-130 % du courant nominal.

Riz. 4-40. Disjoncteur DC pour 50 A, 24 V.

À un courant égal à 200 % du courant nominal, la temporisation pour différentes versions est de l'ordre de 25 à 80 secondes lors du chauffage à partir d'un état froid et d'au moins 5 secondes après un échauffement avec le courant nominal. Le pouvoir de coupure est de 10,00 A avec un courant nominal des déclencheurs jusqu'à 10 A et 1 500 A pour les versions avec des courants nominaux plus élevés. Durée de vie garantie de 10 000 démarrages.

Un trait caractéristique de la conception est l'absence de déclenchement libre, ce qui est conseillé dans certains cas, car il permet de maintenir la machine dans un état fermé, malgré la présence d'une surintensité.

Lorsque la poignée est en position « marche », le contact mobile 1 est toujours plaqué contre le contact fixe 2 à l'aide d'un pion 8, qui est sollicité par un ressort 9. Dans ce cas, le bloc 3 comprime le ressort 4. Il est maintenu du fait que sa dent 5 a sauté derrière la dent 6 de la plaque thermobimétallique 7. En cas de surcharge, la plaque thermobimétallique se plie, les dents 5 et 6 se désengagent, et si la poignée n'est pas maintenue en position marche, alors un arrêt se produit, puisque sous l'influence du ressort 4 la poignée se déplace en position d'arrêt et la goupille 8 située à l'intérieur ouvre le contact.

4-14. MACHINE AUTOMATIQUE À ACTION SEMI-RAPIDE AB-45-1/6000

Automatique AB-45-1/6000 pour tension 750 V, courant 6 000 A DC - unipolaire, avec entraînement électromagnétique, déclencheur d'ouverture et déclencheur instantané maximum avec réglage réglable de 6 000 à 12 000 A. Il a été développé pour la protection des installations DC de forte puissance, principalement métallurgiques. Le schéma cinématique de base de la machine est approximativement le même que celui des machines universelles ; cependant, son propre temps de réponse est réduit, pour lequel un déclenchement maximum avec un shunt inductif est utilisé (Fig. 4-41).

Riz. 4-41. Déclencheur maximum avec shunt inductif pour disjoncteur automatique AB-45-1/6000 pour 6 000 I, 750 V DC.

Une partie du flux magnétique créé par le courant traversant la fenêtre 1 du circuit magnétique traverse le shunt 2 et empêche l'induit 3 de s'allumer. À des taux de croissance de courant élevés, le débit à travers le shunt de maintien augmente lentement en raison de l'influence du manchon en cuivre 4, ce qui conduit à une attraction accélérée de l'armature de déclenchement.

Lors des tests (L. 4-9], malgré l'énorme taux d'augmentation du courant (25-10 + 6 a/sec), le temps de réponse intrinsèque était de 10 - 15 ms, le courant n'était pas limité par la machine et atteignait 200 ms. kA, la machine a été détruite par des forces électrodynamiques. Dans des conditions similaires, la machine VAB-2 a limité le courant à 42 kA. Le pouvoir de coupure de l'AV-45-1/6000 a été testé à 90 kA à une tension de 500 V. la machine a coupé un tel courant avec un temps naturel de 20 à 35 ms et un temps total d'environ 40 ms en avant.

Dès le début de l'émergence de l'électricité, les ingénieurs ont commencé à réfléchir à la sécurité des réseaux et des appareils électriques contre les surcharges de courant. En conséquence, de nombreux appareils différents ont été conçus, se distinguant par une protection fiable et de haute qualité. L'un des derniers développements concerne les machines automatiques électriques.

Cet appareil est dit automatique car il est équipé d'une fonction permettant de couper l'alimentation en mode automatique en cas de court-circuit ou de surcharge. Les fusibles conventionnels doivent être remplacés par des neufs après leur déclenchement, et les disjoncteurs peuvent être réactivés après avoir éliminé les causes de l'accident.

Un tel dispositif de protection est nécessaire dans tout circuit du réseau électrique. Un disjoncteur protégera un bâtiment ou des locaux de diverses situations d'urgence :

• Pojarov.
• Chocs électriques sur une personne.
• Défauts de câblage électrique.

Types et caractéristiques de conception

Il est nécessaire de connaître des informations sur les types de disjoncteurs existants afin de sélectionner correctement l'appareil approprié lors de l'achat. Il existe une classification des machines électriques selon plusieurs paramètres.

Pouvoir de coupure

Cette propriété détermine le courant de court-circuit auquel la machine ouvrira le circuit, éteignant ainsi le réseau et les appareils connectés au réseau. Sur la base de cette propriété, les machines sont divisées en :

• Des disjoncteurs de 4 500 ampères sont utilisés pour prévenir les défauts dans les lignes électriques des bâtiments résidentiels plus anciens.
• A 6000 ampères, ils sont utilisés pour prévenir les accidents lors de courts-circuits dans le réseau de maisons des bâtiments neufs.
• A 10 000 ampères, utilisé dans l'industrie pour protéger les installations électriques. Un courant de cette ampleur peut se produire à proximité immédiate d’une sous-station.

Le disjoncteur se déclenche lorsqu'un court-circuit se produit, accompagné de l'apparition d'une certaine quantité de courant.

La machine protège le câblage électrique des dommages à l'isolation causés par un courant élevé.

Nombre de pôles

Cette propriété nous renseigne sur le plus grand nombre de fils pouvant être connectés à la machine pour assurer sa protection. En cas d'accident, la tension à ces pôles est coupée.

Caractéristiques des machines à un pôle

De tels disjoncteurs électriques sont de conception la plus simple et servent à protéger les sections individuelles du réseau. Deux fils peuvent être connectés à un tel disjoncteur : entrée et sortie.

Le but de ces dispositifs est de protéger le câblage électrique des surcharges et des courts-circuits des fils. Le fil neutre est connecté au bus neutre, contournant la machine. La mise à la terre est connectée séparément.

Les machines électriques à un pôle ne sont pas entrées, car lorsqu'elles sont déconnectées, la phase est coupée et le fil neutre reste toujours connecté à l'alimentation. Cela ne fournit pas une protection à 100 %.

Propriétés des machines à deux pôles

Dans les cas où une urgence nécessite une déconnexion complète du réseau électrique, des disjoncteurs à deux pôles sont utilisés. Ils sont utilisés comme introductions. En cas d'urgence ou en cas de court-circuit, tous les câblages électriques sont coupés en même temps. Cela permet d'effectuer des travaux de réparation et d'entretien, ainsi que des travaux de raccordement des équipements, puisqu'une sécurité totale est garantie.

Les disjoncteurs électriques bipolaires sont utilisés lorsqu'il est nécessaire de disposer d'un interrupteur séparé pour un appareil fonctionnant sur un réseau 220 volts.

Une machine à deux pôles est connectée à l'appareil par quatre fils. Parmi ceux-ci, deux proviennent de l’alimentation électrique et les deux autres en proviennent.

Disjoncteurs électriques tripolaires

Dans un réseau électrique triphasé, des disjoncteurs tripolaires sont utilisés. La mise à la terre n'est pas protégée et les conducteurs de phase sont connectés aux pôles.

Le disjoncteur tripolaire sert de dispositif d'entrée pour tous les consommateurs de charge triphasés. Le plus souvent, cette version de la machine est utilisée dans des conditions industrielles pour alimenter des moteurs électriques.

Vous pouvez connecter 6 conducteurs à la machine, dont trois sont des phases du réseau électrique, et les trois autres provenant de la machine et munis d'une protection.

Utilisation d'un disjoncteur tétrapolaire

Pour assurer la protection d'un réseau triphasé avec un système de conducteurs à quatre fils (par exemple, un moteur électrique connecté en circuit en étoile), un disjoncteur à 4 pôles est utilisé. Il joue le rôle de périphérique d'entrée pour un réseau à quatre fils.

Il est possible de connecter huit conducteurs à l'appareil. D'une part - trois phases et zéro, d'autre part - la sortie de trois phases avec zéro.

Caractéristique temps-courant

Lorsque les appareils consommateurs d’électricité et le réseau électrique fonctionnent normalement, le courant circule normalement. Ce phénomène s'applique également aux machines électriques. Mais si le courant augmente pour diverses raisons au-dessus de la valeur nominale, le disjoncteur se déclenche et le circuit est coupé.

Le paramètre de cette opération est appelé la caractéristique temps-courant de la machine électrique. Cela dépend de la durée de fonctionnement de la machine et de la relation entre le courant réel traversant la machine et la valeur du courant nominal.

L'importance de cette caractéristique réside dans le fait qu'elle garantit le plus petit nombre de fausses alarmes d'une part et qu'une protection actuelle est assurée d'autre part.

Dans le secteur de l'énergie, il existe des situations dans lesquelles une augmentation à court terme du courant n'est pas associée à un accident et la protection ne doit pas fonctionner. La même chose se produit avec les machines électriques.

Les caractéristiques temps-courant déterminent après quelle heure la protection fonctionnera et quels paramètres de courant apparaîtront. Plus la surcharge est importante, plus la machine fonctionnera rapidement.

Machines électriques marquées « B »

Les interrupteurs automatiques de catégorie « B » sont capables de s'éteindre en 5 à 20 s. Dans ce cas, la valeur du courant varie de 3 à 5 valeurs de courant nominal ≅0,02 s. Ces machines sont utilisées pour protéger les appareils ménagers, ainsi que tout le câblage électrique des appartements et des maisons.

Propriétés des machines marquées « C »

Les disjoncteurs électriques de cette catégorie peuvent se désactiver en 1 à 10 s, à 5 à 10 fois la charge actuelle ≅0,02 s. Ceux-ci sont utilisés dans de nombreux domaines, notamment pour les maisons, les appartements et autres locaux.

La signification du marquage "D" sur automatique

Les machines automatiques de cette classe sont utilisées dans l'industrie et se présentent sous la forme de versions à 3 et 4 pôles. Ils sont utilisés pour protéger les moteurs électriques puissants et divers appareils triphasés. Leur durée de fonctionnement peut aller jusqu'à 10 secondes, tandis que le courant de fonctionnement peut dépasser la valeur nominale de 14 fois. Cela permet de l'utiliser avec l'effet nécessaire pour protéger divers circuits.

Les moteurs électriques de puissance importante sont le plus souvent connectés via des machines électriques de caractéristique « D », car le courant de démarrage est élevé.

Courant nominal

Il existe 12 versions de machines, qui diffèrent par les caractéristiques du courant de fonctionnement nominal, de 1 à 63 ampères. Ce paramètre détermine la vitesse à laquelle la machine s'éteint lorsque la valeur limite actuelle est atteinte.

Sur la base de cette propriété, la machine est sélectionnée en tenant compte de la section transversale des âmes de fil et du courant admissible.

Principe de fonctionnement des machines électriques

Mode normal

Pendant le fonctionnement normal de la machine, le levier de commande est armé, le courant circule à travers le fil d'alimentation à la borne supérieure. Ensuite, le courant circule vers le contact fixe, à travers lui jusqu'au contact mobile et à travers un fil flexible jusqu'à la bobine solénoïde. Après cela, le courant circule à travers le fil jusqu'à la plaque bimétallique du déclencheur. De là, le courant passe à la borne inférieure et ensuite à la charge.

Mode surcharge

Ce mode se produit lorsque le courant nominal de la machine est dépassé. La plaque bimétallique est chauffée par un courant élevé, se plie et ouvre le circuit. L'action de la plaque nécessite du temps, qui dépend de la valeur du courant qui passe.

Le disjoncteur est un appareil analogique. Il y a certaines difficultés à le mettre en place. Le courant de déclenchement du déclencheur est réglé en usine à l'aide d'une vis de réglage spéciale. Une fois la plaque refroidie, la machine peut à nouveau fonctionner. La température du bilame dépend de l'environnement.

Le déclencheur n'agit pas immédiatement, permettant au courant de revenir à sa valeur nominale. Si le courant ne diminue pas, le déclencheur se déclenche. Une surcharge peut survenir en raison d'appareils puissants sur la ligne ou de la connexion de plusieurs appareils à la fois.

Mode court-circuit

Dans ce mode, le courant augmente très rapidement. Le champ magnétique dans la bobine solénoïde déplace le noyau qui active le déclencheur et déconnecte les contacts d'alimentation, supprimant ainsi la charge de secours du circuit et protégeant le réseau d'un éventuel incendie et d'une destruction.

Un déclencheur électromagnétique agit instantanément, ce qui est différent d'un déclencheur thermique. Lorsque les contacts du circuit de fonctionnement s'ouvrent, un arc électrique apparaît dont l'ampleur dépend du courant dans le circuit. Cela provoque la destruction des contacts. Pour éviter cet effet négatif, une chambre de coupure est réalisée, composée de plaques parallèles. Dans celui-ci, l'arc s'estompe et disparaît. Les gaz résultants sont évacués dans un trou spécial.

Les disjoncteurs automatiques, également appelés « paquets », ou simplement disjoncteurs automatiques, constituent le principal moyen de protection contre les courts-circuits et les surcharges. J'utilise des disjoncteurs domestiques ordinaires avec protection contre les courts-circuits et protection thermique contre les surintensités depuis le tout début de la création de ma centrale éolienne-solaire. C'est probablement le seul moyen disponible d'assurer une protection contre les courts-circuits des batteries, d'économiser le câblage en cas d'urgence et les consommateurs.

Et encore beaucoup de gens qui regardent mes vidéos, s'ils voient des machines ordinaires dans ma centrale électrique, écrivent immédiatement que de telles machines ne peuvent pas être utilisées, il en faut des spéciales pour le courant continu ou des fusibles. Un arc CC trop important lorsque les contacts sont déconnectés grillera la machine. Ils écrivent qu'il y a de grosses pertes sur de telles machines. En général, j'ai décidé de tout décrire en détail tel quel, appuyé par l'expérience et les chiffres.

Dans cet article, je parlerai spécifiquement des machines portant la désignation « C » ; ce sont les machines les plus courantes, elles se trouvent dans la plupart des tableaux électriques et sont vendues en magasin. Ci-dessous sur les photomatons de ma centrale solaire, il s'agit d'un découpleur 12V.

Brèves caractéristiques des disjoncteurs de classe « C » :

Caractéristiques des automates C. Les machines « C » ont une plus grande capacité de surcharge que les machines désignées « B » et « A ». Le courant de fonctionnement instantané du déclencheur électromagnétique de la machine se produit à des courants 5 à 10 fois supérieurs au courant indiqué sur la machine. Par exemple, une machine de 50 A fonctionnera instantanément à des courants de 250 à 500 A. Et une machine automatique de 10 A fonctionnera instantanément à des courants de 50 à 100 A. Au même courant, le déclencheur thermique se déclenche en 1,5 seconde, et le fonctionnement garanti du déclencheur électromagnétique se produit avec une surcharge décuplée pour le courant alternatif et avec une surcharge 15 fois supérieure pour les circuits à courant continu.

Déclenchement électromagnétique Il est conçu pour éviter un court-circuit et est déclenché par le courant, mais à quelle tension cela n'a essentiellement pas d'importance. En pratique, j'ai testé les machines à 10A, et avec un courant de 12A, la machine a fonctionné pour la première fois en 30 à 40 minutes, puis lorsqu'elle a chauffé beaucoup plus rapidement.

Déclencheur thermique (bilame) Il fonctionne en fonction de la température : plus le courant est élevé, plus la plaque chauffe et plus le temps de réponse est rapide. Avec un courant circulant dans la machine égal à sa valeur nominale, la machine doit fonctionner en une heure, en fonction de la température. Il s'agit d'une protection si, par exemple, trop d'appareils sont allumés sur une ligne, afin que les fils ne surchauffent pas et que l'isolation ne fonde pas. Si le courant est double, la machine doit fonctionner en une minute ; plus elle chauffe, plus le dégagement thermique fonctionnera rapidement.

Ce sont les caractéristiques des machines de classe « C », la particularité est une capacité de surcharge élevée afin que les machines ne tombent pas hors tension lors du démarrage de charges avec des courants de démarrage élevés. Mais en cas de problème, ils protègent bien le câblage électrique.

Utilisation de disjoncteurs AC sur courant continu

Structurellement, les machines à courant alternatif ne sont pas différentes des machines à courant continu, et je pense qu'il ne s'agit que d'un stratagème marketing pour vendre des machines plus chères, car pour la désignation DC, le prix est immédiatement multiplié par 10. Même dans l'industrie, des machines automatiques conventionnelles sont utilisées dans les circuits à courant continu.

Le principal argument des opposants à de telles machines est, par exemple, un arc large et puissant en courant continu, qui brûlera la machine et elle peut en quelque sorte prendre feu, etc. Ils disent qu'en courant alternatif, l'arc lui-même s'éteint en traversant zéro. Mais si vous regardez une vidéo où ils allument un arc à 220 V DC et 220 V AC, alors il n'y a aucune différence. Et comment les soudeurs utilisaient-ils des machines à souder AC à l'époque si l'arc s'éteignait au passage à zéro. Ils ne pourraient pas l'allumer car il s'éteindrait constamment, mais l'arc est stable et les électrodes brûlent parfaitement comme avec du courant continu. Vous trouverez ci-dessous une vidéo à ce sujet.

J'ai moi-même essayé plusieurs fois de fermer les disjoncteurs sur une batterie 12V, et les disjoncteurs fonctionnent parfaitement, et personne d'autre ne brûle rien, j'ai aussi essayé de fermer un disjoncteur sur une batterie 24 volts.

Concernant les pertes sur les mitrailleuses, bien sûr, il y a des pertes, mais pas aussi importantes qu'on le dit. Par exemple, avec un courant de 26A, les pertes sur un double disjoncteur de 50A sont d'environ 0,02, soit un total de 0,04V*26=1,04 watts. Il y a beaucoup plus de pertes dans les fils de section insuffisante ou d'une longueur supérieure à cinq mètres.

Je pense qu'il faut installer des machines automatiques et qu'en aucun cas les onduleurs et les contrôleurs ne doivent être connectés directement aux batteries ou à d'autres appareils. Il arrive que dans de tels appareils, les transistors d'entrée grillent, et c'est bien s'ils brûlent juste avec un peu de fumée, mais il arrive que pendant la combustion, ils fondent et ferment les contacts du cristal du transistor, et il en résulte un court-circuit, puis le fil risque de ne pas pouvoir y résister et les fils commenceront à brûler, ainsi que l'intérieur de l'onduleur ou du contrôleur.

Je n'ai pas encore eu de tels cas et il n'y a pas eu de courts-circuits importants. Mais il y a eu un cas où un petit convertisseur DC/DC est passé de 12 à 5 volts. Il était connecté avec un fil fin d'une section de 1,5 kV à travers un disjoncteur de 10 A, et une fois fermé, le disjoncteur ne fonctionnait pas immédiatement car le courant de court-circuit était faible. Le fil a réussi à fondre un peu, mais la machine a fonctionné rapidement et m'a évité un incendie de fil et de gros problèmes.

J'ai aussi lu quelque part que l'onduleur d'une personne avait commencé à brûler, qui était vissé aux bornes de la batterie avec un câble épais et qu'il était impossible d'arracher le câble avec les mains. Nous avons dû chercher de toute urgence une hache et couper le câble, et pendant que nous cherchions la hache, l'onduleur a continué à brûler. Et si à ce moment-là personne n’était à proximité, ou s’ils n’avaient pas le temps et qu’un incendie se déclarait...