Prise en compte des courants pour les disjoncteurs

Le courant traversant le disjoncteur est déterminé par la loi bien connue d'Ohm par la valeur de la tension appliquée, rapportée à la résistance du circuit connecté. Cette position théorique de l'ingénierie électrique est la base du fonctionnement de toute machine.

En pratique, la tension du secteur, par exemple 220 volts, est supportée par des dispositifs automatiques de l'organisme fournisseur d'énergie dans les normes stipulées par les normes de l'État; elle varie légèrement dans cette plage. Aller au-delà de GOST est considéré comme un dysfonctionnement, un accident.

Le disjoncteur coupe le fil de phase de l'alimentation des lampes, des prises et des autres consommateurs. Lorsque le rasoir électrique est alimenté pour la première fois par la sortie, puis l'aspirateur de lavage, dans les deux cas, un courant traverse la machine en circuit fermé entre phase et zéro.

Mais, dans le premier cas, il sera relativement petit, et dans le second, il sera important: ces appareils ont une résistance différente. Ils créent une charge différente. Sa valeur est constamment surveillée par la protection de la machine, effectuant son arrêt en cas d'écart par rapport à la norme.

Comment le courant passe à travers le disjoncteur

Structurellement, la machine est conçue pour que le courant agisse sur des éléments situés séquentiellement. Cela comprend:

• bornes de connexion des fils avec vis de serrage;

• contacts de puissance avec une partie mobile et fixe;

• plaque de libération thermique bimétallique;

• électro-aimant de coupure de courant de court-circuit;

• connexion des fils de courant.

Le chemin de courant à travers le disjoncteur est indiqué dans l'image par des flèches rouges conventionnelles.

Les contacts de puissance mobiles sont pressés contre ceux fixes, créant un circuit électrique continu uniquement après que l'opérateur a tourné manuellement le levier de commande. Une condition préalable à l'inclusion est l'absence de situations d'urgence dans le circuit commuté. S'ils apparaissent, la protection commence immédiatement à travailler sur l'arrêt automatique. Il n'y a pas d'autre moyen d'allumer la machine.

Mais la rupture de ces contacts en désactivant la fourniture de potentiel de phase aux consommateurs peut se faire de deux manières:

• manuellement, en revenant à la position initiale du levier de commande;

• automatiquement de déclencher des protections.

Comment les éléments structurels d'un disjoncteur sont créés et fonctionnent

Contacts de puissance

Ils, comme la conception entière du disjoncteur, sont conçus pour transmettre une puissance strictement limitée. Il est impossible de le dépasser, car dans le cas contraire, la machine tombera en panne - elle brûlera.

La caractéristique technique limitant la puissance maximale passant par les contacts de puissance est un indicateur appelé «Pouvoir de coupure ultime». Il est désigné par l'indice "Icu".

La valeur du pouvoir de coupure ultime du disjoncteur est définie lors de sa conception à partir d'une série standard de courants, généralement mesurés en kiloampères. Par exemple, Icu peut être 4 ou 6, voire 100 kA ou plus.

Cette valeur est indiquée directement sur la face avant de la machine, ainsi que d'autres caractéristiques des réglages des valeurs actuelles.

Ainsi, grâce aux contacts de puissance de la machine illustrée, un courant électrique de zéro à 4000 ampères peut passer en toute sécurité. L'AB lui-même le supportera normalement et l'éteindra en cas d'urgence à l'intérieur du câblage connecté avec les consommateurs.

A cet effet, une distinction a été introduite entre les courants traversant les contacts de puissance dans:

1. nominal et fonctionnel;

2. urgence, y compris surcharge et courts-circuits.

Quel est le courant nominal du disjoncteur

Toute machine est créée pour fonctionner dans certaines conditions techniques. Il doit assurer de manière fiable le passage du courant de charge de fonctionnement circulant à la fois à travers le câblage électrique et à travers les consommateurs connectés.

Lors du choix d'une machine automatique pour un réseau domestique, les utilisateurs prennent souvent en compte les propriétés conductrices du câblage ou uniquement la puissance des appareils électriques, commettant une erreur: il est nécessaire d'analyser de manière approfondie ces deux problèmes. Pour, un interrupteur est un dispositif automatique qui est déjà réglé pour fonctionner lorsque certaines valeurs actuelles sont atteintes.

Lorsque ces conditions ne sont pas encore arrivées et que le courant de travail à travers la machine est moindre. que la limite inférieure de déconnexion, les contacts de puissance sont fermés de manière fiable. La limite supérieure de cette plage de fonctionnement est généralement appelée courant nominal, indiquant In.

Le nombre «16» indiqué sur l'image signifie que les courants passant par les contacts de puissance, jusqu'à 16 ampères inclus, seront transmis de manière fiable par le disjoncteur aux consommateurs connectés via des fils électriques.

C'est une fonction de la machine elle-même. Et le propriétaire de l'installation électrique et l'électricien de service ont une tâche complètement différente - choisir le bon disjoncteur pour la charge et le câblage du complexe. En effet, lorsque ces 16 ampères sont dépassés, des déconnexions des protections se produisent, qui sont configurées pour fonctionner à partir de différents courants qui sont «liés» par des algorithmes électriques à la valeur nominale. En savoir plus ici -Sélection de disjoncteurs pour un appartement, une maison, un garage

Comment fonctionne la protection

Tous les courants supérieurs à la valeur nominale déclenchent les protections. Ils sont appelés courants de déclenchement, désignés par Iav.

Pour un arrêt automatique à l'intérieur du boîtier de la machine, deux types d'appareils montés selon différents principes d'arrêt sont montés:

1. chauffer et plier le bilame en retirant le verrou mécanique du treillis;

2. assommer le verrou avec un choc mécanique par le noyau de l'électro-aimant.

Déclenchement thermique

Il fonctionne en raison de la flexion de la plaque composite bimétallique lorsqu'elle est chauffée par le courant qui la traverse, et est refroidie par évacuation de chaleur vers l'environnement.

L'énergie thermique générée par le courant électrique à travers le bimétal passant est appliquée à cette version. Sa valeur, comme nous le savons par la loi Joule-Lenz, dépend de:

1. résistance électrique du circuit;

2. résistance à l'écoulement actuelle;

3. et le moment de son impact.

De ces trois paramètres, la résistance électrique dans le processus en régime permanent ne change pratiquement pas. Il n'est pris en compte que dans les calculs théoriques. Avec la commutation de charge, le courant change brusquement. Par conséquent, deux autres paramètres sont plus importants:

1. l'ampleur du courant électrique;

2. heure de son parcours.

Ils sont pris en compte particularités, qui sont appelés par ces composants - temps-courant.

Par la force du courant traversant la machine et le temps de son action, non seulement la zone de fonctionnement du déclencheur thermique, mais aussi la coupure électromagnétique sont déterminées.

La base des calculs est la valeur du courant nominal sélectionné pour la conception du disjoncteur. Le fonctionnement des protections est lié à sa multiplicité - le rapport du courant passant au courant nominal.

Comme les protections de courant du disjoncteur fonctionnent au-delà du courant nominal, la multiplicité du courant est toujours I / In> 1.

Coupure électromagnétique

Le travail de protection est basé sur la prise en compte constante des courants traversant les spires des enroulements de l'électroaimant. Lorsque l'amplitude des charges ne dépasse pas la valeur nominale calculée, les courants circulant à chaque tour créent un champ magnétique total qui n'est pas en mesure de surmonter la force de maintien de la tige mécanique à l'intérieur du boîtier du solénoïde.

La tête du poussoir mobile est tirée vers l'intérieur et le contact électrique mobile du disjoncteur est fermement pressé contre la partie fixe.

Lorsque la force du courant passant dépasse le courant nominal du point de consigne, le champ magnétique total formé à l'intérieur de la bobine surmontera brusquement la force de maintien de la tige. Il tire et d'un coup sec frappe le loquet, le tire hors de vitesse.

À la suite de la grève, le contact de puissance mobile du disjoncteur est fortement rejeté par l'énergie mécanique de la stationnaire - le circuit électrique est rompu et la tension d'alimentation est supprimée du circuit connecté.

Comment sont configurées les protections des disjoncteurs?

Pour que la machine résiste clairement au courant nominal sans créer de faux positifs, sa protection est réglée sur les valeurs calculées.

Déclenchement thermique

Lors du choix du réglage de courant standard, la nature de la charge connectée est prise en compte et calculée selon la formule Iust = kr ∙ kn ∙ In, où kr = 1,1, et kn tient compte des conditions de fonctionnement. Il se situe dans:

• 1,1 ÷ 1,3 pour les circuits avec des surcharges de courte durée dues au démarrage de moteurs électriques ou d'appareils similaires;

• 1,1 - pour circuits résistifs sans surcharge ou pour le fonctionnement de circuits à courant continu.

À titre d'exemple, considérons la caractéristique de protection du déclencheur thermique d'un ancien disjoncteur A3120.

Dans la section actuelle de 1,3 à 10 fois la caractéristique In est représentée par la courbe «a», l'opération est effectuée avec un retard, ce qui crée une réserve de fonctionnement des appareils électriques connectés. Avec une augmentation de charge, leur temps d'arrêt passe de quelques minutes à une seconde.

À une charge décuplée, le déclencheur thermique A3120 désactive les contacts de puissance avec un temps d'environ 0,01 seconde avec une petite variation des paramètres montrés sur le graphique par la zone de couleur rouge clair. Plus de dix fois l'augmentation des courants de fonctionnement ne peut pas accélérer la protection en raison des propriétés mécaniques de la conception du disjoncteur.

Coupure électromagnétique

Les paramètres de la caractéristique temps-courant de l'organe de coupure électromagnétique sont également ajustés en fonction du courant nominal. Dans les machines domestiques, le courant de déclenchement instantané est divisé en trois classes:

1. In, situé à moins de 3 ÷ 5 In;

2. С - 5 ÷ 10 pouces;

3. D - 10 ÷ 20 pouces

Pour les dispositifs techniques industriels, des disjoncteurs avec classes sont créés:

• A, déclenché à des courants inférieurs à 3In;

• E et F - à des multiples supérieurs à 20In dans diverses limites.

La classe de travail décrite des machines automatiques domestiques est légalisée par les exigences de GOST R 50345—2010. Les fabricants étrangers utilisent également une division similaire des coupures instantanées, mais les normes et les temps d'arrêt actuels peuvent varier, stipulés par les normes de leur pays ou par la CEI 60947-2.

Classe de limitation de courant

La vitesse de la protection instantanée du disjoncteur est liée à la fréquence de l'harmonique sinusoïdale du réseau industriel et est indiquée par l'un des nombres: 1, 2 ou 3. Cette figure montre la partie de la demi-onde de l'harmonique standard pendant laquelle le déclenchement doit avoir lieu.

La machine à limitation de courant 3 est la plus rapide - elle fonctionnera dans 1/3 du demi-cycle. La caractéristique 2 indique sa moitié et 1 - la longueur totale de la demi-onde.

Conditions de limitation des courants traversant un disjoncteur

Un point important dans le fonctionnement des disjoncteurs fonctionnant sur des courants de charge est la prise en compte du circuit qui leur est connecté, qui a déjà une certaine résistance spécifique. Sa valeur limitera le fonctionnement de la coupure en mode d'urgence, et à un moment donné, elle ne permettra pas de supprimer en temps opportun la tension d'alimentation des équipements endommagés.

Un exemple d'une telle section est la résistance active de l'enroulement de la source du transformateur d'alimentation avec tous les noyaux de câbles et fils du réseau électrique connectés, assemblés sur des borniers et des pinces de boîtes de jonction et de panneaux jusqu'aux contacts de la sortie de l'appartement. Ses experts appellent boucle phase zéro.

Pour tenir compte de sa valeur avec le réglage et le fonctionnement corrects du disjoncteur, des dispositifs spéciaux sont utilisés - les résistances de cette boucle.

Leur mesure vous permet de prendre en compte la correction introduite par la résistance supplémentaire des fils, ce qui signifie que vous pouvez prendre en compte avec précision les courants passant en mode d'urgence à travers les contacts de puissance et les protections des disjoncteurs.

Comment le disjoncteur est vérifié pour les courants qui le traversent

Après la fabrication, les produits de tout fabricant peuvent être transportés sur de longues distances ou stockés longtemps dans des entrepôts avant d'être installés dans un circuit électrique. Pendant ce temps, une diminution de sa qualité est possible en raison d'une violation des caractéristiques techniques.

Par conséquent, les disjoncteurs, lorsqu'ils sont installés dans un circuit avant sa mise en service, doivent subir un contrôle de santé, généralement appelé chargement.

À cet effet, un schéma spécial de chargement de la machine est assemblé dans le laboratoire électrique ou l'un des nombreux modèles de supports fixes ou portables est utilisé.

Le disjoncteur est vérifié pour le courant nominal indiqué sur le boîtier. Il doit résister longtemps à sa valeur.

Ensuite, la machine est soumise à des surcharges et à des courants de court-circuit, auxquels elle doit résister pendant son fonctionnement. En même temps, ils sont clairement mesurés et enregistrés:

1. courants de fonctionnement des protections à déclenchement thermique et coupure de courant;

2. arrêt de la machine à partir du moment de la simulation d'une urgence.

Certaines conceptions de machines vous permettent d'ajuster les paramètres de sortie pendant le chargement. Par exemple, certains types de déclencheurs thermiques ont un montage à vis, qui vous permet d'ajuster le point de consigne pour le fonctionnement de la plaque bimétallique dans certaines limites.

Toutes les caractéristiques mesurées sont enregistrées avec une grande précision par des instruments de mesure et sont enregistrées dans le protocole de vérification, par rapport aux exigences de GOST. Après leur analyse, un certificat avec une conclusion sur l'adéquation est délivré.

Le chargement de la machine sous charge vous permet d'identifier le mariage, évite les cas d'incendies et de blessures électriques.

Ainsi, les courants traversant les disjoncteurs sont pris en compte dans la conception, la production, les tests et le fonctionnement. Pour cela, les conditions qui sont requises par GOST sont prises en compte:

• courant nominal;

• surcharge;

• courant de court-circuit;

• protection contre le courant de déclenchement;

• temps d'arrêt de défaut.