Jak brane są pod uwagę prądy wyłączników

Prąd przepływający przez wyłącznik jest określony przez dobrze znane prawo Ohma przez wartość przyłożonego napięcia w odniesieniu do rezystancji podłączonego obwodu. Ta teoretyczna pozycja elektrotechniki jest podstawą działania dowolnej maszyny.

W praktyce napięcie sieciowe, na przykład 220 woltów, jest podtrzymywane przez automatyczne urządzenia organizacji dostarczającej energię w ramach norm określonych przez normy państwowe; waha się nieznacznie w tym zakresie. Wykraczanie poza GOST jest uważane za awarię, wypadek.

Wyłącznik przecina przewód fazowy zasilacza lamp, gniazd i innych odbiorców. Gdy golarka elektryczna jest najpierw podawana z gniazdka, a następnie odkurzacza myjącego, w obu przypadkach prąd przepływa przez maszynę w obwodzie zamkniętym między fazą a zerem.

Ale w pierwszym przypadku będzie względnie mały, a w drugim będzie znaczący: urządzenia te różnią się opornością. Tworzą inny ładunek. Jego wartość jest stale monitorowana przez ochronę maszyny, która wyłącza się w przypadku odchyleń od normy.

Jak prąd przepływa przez wyłącznik

Strukturalnie maszyna jest zaprojektowana tak, że prąd działa na kolejno umieszczone elementy. Należą do nich:

• zaciski do podłączenia przewodów ze śrubami zaciskowymi;

• kontakty mocy z częścią ruchomą i stacjonarną;

• bimetalowa płytka uwalniająca ciepło;

• elektromagnes wyłączający prąd zwarciowy;

• podłączenie przewodów prądowych.

Ścieżka prądu przez wyłącznik pokazana jest na zdjęciu konwencjonalnymi czerwonymi strzałkami.

Ruchome styki mocy są dociskane do nieruchomych, tworząc ciągły obwód elektryczny dopiero po ręcznym obróceniu dźwigni sterującej przez operatora. Warunkiem włączenia jest brak sytuacji awaryjnych w obwodzie przełączanym. Jeśli się pojawią, ochrona natychmiast rozpocznie pracę przy automatycznym wyłączaniu. Nie ma innego sposobu włączenia urządzenia.

Ale zerwanie tych kontaktów przez pozbawienie zasilania potencjału fazowego dla konsumentów można zrobić na dwa sposoby:

• ręcznie, powracając do położenia początkowego dźwignię sterującą;

• automatycznie po uruchomieniu zabezpieczeń.

Jak powstają elementy konstrukcyjne wyłącznika i działają

Kontakty mocy

Podobnie jak cała konstrukcja wyłącznika, są przeznaczone do przesyłania ściśle ograniczonej mocy. Nie można go przekroczyć, ponieważ w przeciwnym przypadku maszyna zawiedzie - spłonie.

Cechą techniczną ograniczającą maksymalną moc przechodzącą przez styki mocy jest wskaźnik zwany „najwyższą zdolnością wyłączania”. Jest oznaczony indeksem „Icu”.

Wartość ostatecznej zdolności wyłączania wyłącznika ustala się przy projektowaniu go ze standardowej serii prądów, zwykle mierzonej w kiloamperach. Na przykład Icu może wynosić 4 lub 6, a nawet 100 lub więcej kA.

Wartość ta jest wskazywana bezpośrednio z przodu urządzenia, a także inne cechy ustawień bieżących wartości.

Tak więc, poprzez styki mocy urządzenia pokazane na zdjęciu, prąd elektryczny od zera do 4000 amperów może bezpiecznie przepływać. Sam AB zwykle wytrzyma to i wyłączy go w przypadku awarii wewnątrz podłączonego okablowania z odbiorcami.

W tym celu wprowadzono rozróżnienie między prądami przepływającymi przez styki mocy do:

1. nominalne i pracujące;

2. awaryjne, w tym przeciążenie i zwarcia.

Jaki jest prąd znamionowy wyłącznika

Każda maszyna jest stworzona do pracy w określonych warunkach technicznych. Musi niezawodnie zapewniać przepływ prądu obciążenia roboczego przepływającego zarówno przez przewody elektryczne, jak i przez podłączone odbiorniki.

Wybierając automat do sieci domowej, użytkownicy często biorą pod uwagę właściwości przewodzące okablowania lub tylko moc urządzeń elektrycznych, popełniając błąd: konieczna jest kompleksowa analiza obu tych kwestii. Przełącznik to automatyczne urządzenie, które jest już przystosowane do działania po osiągnięciu określonych wartości prądu.

Gdy warunki te jeszcze nie dotarły, a prąd roboczy przez maszynę jest mniejszy. niż dolna granica odłączenia, styki mocy są niezawodnie zamknięte. Górna granica tego zakresu roboczego jest zwykle nazywana prądem znamionowym, oznaczającym In.

Pokazana na rysunku liczba „16” oznacza, że ​​prądy przepływające przez styki zasilania, do 16 amperów włącznie, będą niezawodnie przekazywane przez wyłącznik do podłączonych odbiorców za pomocą przewodów elektrycznych.

Jest to funkcja samego urządzenia. A właściciel instalacji elektrycznej i elektryk serwisowy mają zupełnie inne zadanie - wybrać odpowiedni wyłącznik dla obciążenia i okablowania w kompleksie. Rzeczywiście, po przekroczeniu tych 16 amperów nastąpi odłączenie od zabezpieczeń, które są skonfigurowane do działania z różnymi prądami „powiązanymi” algorytmami elektrycznymi z wartością nominalną. Przeczytaj więcej na ten temat tutaj -Wybór wyłączników do mieszkania, domu, garażu

Jak działa ochrona

Wszystkie prądy większe niż wartość znamionowa wyzwalają zabezpieczenia. Nazywa się je prądami wyzwalającymi, oznaczonymi przez Iav.

Do automatycznego wyłączania w obudowie maszyny montowane są dwa typy urządzeń montowanych zgodnie z różnymi zasadami wyłączania:

1. podgrzewanie i zginanie bimetalu z wyciągnięciem mechanicznego zatrzasku z siatki;

2. wybicie zatrzasku na skutek uderzenia mechanicznego przez rdzeń elektromagnesu.

Uwolnienie termiczne

Działa z powodu wygięcia bimetalicznej płyty kompozytowej po podgrzaniu przez przepływający przez nią prąd i jest chłodzony przez odprowadzanie ciepła do otoczenia.

Energia cieplna wytwarzana przez prąd elektryczny przez przepływający bimetal jest stosowana do tego uwolnienia. Jego wartość, jak wiemy z prawa Joule-Lenza, zależy od:

1. oporność elektryczna obwodu;

2. prąd płynący;

3. i czas jego wpływu.

Z tych trzech parametrów rezystancja elektryczna w procesie stanu ustalonego praktycznie się nie zmienia. Jest brany pod uwagę tylko w obliczeniach teoretycznych. Przy przełączaniu obciążenia prąd zmienia się gwałtownie. Dlatego dwa inne parametry są ważniejsze:

1. wielkość prądu elektrycznego;

2. czas jego przebiegu.

Są brane pod uwagę specjalne funkcje, które są wywoływane przez te składniki - czasowo-prądowe.

Na podstawie siły prądu przepływającego przez maszynę i czasu jej działania określa się nie tylko strefę działania wyzwalacza termicznego, ale także odcięcie elektromagnetyczne.

Podstawą obliczeń jest wartość prądu znamionowego wybranego do konstrukcji wyłącznika. Działanie zabezpieczeń jest powiązane z jego wielokrotnością - stosunkiem prądu przepływającego do prądu znamionowego.

Ponieważ zabezpieczenia prądowe wyłącznika działają ponad prąd znamionowy, krotność prądu wynosi zawsze I / In> 1.

Odcięcie elektromagnetyczne

Prace ochronne oparte są na stałym rozliczaniu prądów przepływających przez zwoje uzwojenia elektromagnesu. Gdy wielkość obciążeń nie przekracza obliczonej wartości nominalnej, prądy płynące w każdym zwojach wytwarzają całkowite pole magnetyczne, które nie jest w stanie pokonać siły trzymania pręta mechanicznego wewnątrz obudowy elektromagnesu.

Głowica ruchomego popychacza jest ciągnięta do wewnątrz, a ruchomy styk mocy wyłącznika jest mocno dociśnięty do części stacjonarnej.

Gdy siła przepływającego prądu przekroczy prąd znamionowy wartości zadanej, całkowite pole magnetyczne utworzone wewnątrz cewki gwałtownie przekroczy siłę trzymania pręta. Strzela i ostrym ciosem uderza w zatrzask, wyciągając go z osprzętu.

W wyniku uderzenia ruchomy styk mocy wyłącznika zostaje gwałtownie odrzucony przez energię mechaniczną ze stacjonarnego - obwód elektryczny zostaje zerwany, a napięcie zasilające zostaje usunięte z podłączonego obwodu.

Jak skonfigurowane są zabezpieczenia wyłączników?

Aby maszyna wyraźnie wytrzymała prąd znamionowy bez tworzenia fałszywych alarmów, jego ochrona jest dostosowywana do obliczonych wartości.

Uwolnienie termiczne

Wybierając standardowe ustawienie prądu, bierze się pod uwagę charakter podłączonego obciążenia i oblicza go zgodnie ze wzorem Iust = kr ∙ kn ∙ In, gdzie kr = 1,1, a kn bierze pod uwagę warunki pracy. Jest ustawiony w:

• 1,1 ÷ 1,3 dla obwodów z krótkotrwałymi przeciążeniami spowodowanymi uruchomieniem silników elektrycznych lub podobnych urządzeń;

• 1,1 - dla obwodów rezystancyjnych bez przeciążenia lub do działania obwodów prądu stałego.

Jako przykład rozważmy charakterystykę ochronną wyzwalacza termicznego starego wyłącznika A3120.

W bieżącym rozdziale od 1,3 do 10 razy charakterystyka In jest reprezentowana przez krzywą „a”, operacja jest wykonywana z opóźnieniem czasowym, co tworzy rezerwę pracy dla podłączonych urządzeń elektrycznych. Wraz ze wzrostem obciążenia ich czas wyłączenia skraca się z kilku minut do jednej sekundy.

Przy dziesięciokrotnym obciążeniu wyzwalacz termiczny A3120 dezaktywuje styki mocy na czas około 0,01 sekundy z niewielką zmiennością parametrów pokazanych na wykresie przez strefę jasnoczerwonego koloru. Ponad dziesięciokrotny wzrost prądów roboczych nie może przyspieszyć ochrony ze względu na właściwości mechaniczne konstrukcji wyłącznika.

Odcięcie elektromagnetyczne

Parametry charakterystyki czasowo-prądowej dla elektromagnetycznego narządu odcięcia są również dostosowywane zgodnie z prądem znamionowym. W maszynach domowych chwilowy prąd zadziałania jest podzielony na trzy klasy:

1. In, w granicach 3 ÷ 5 In;

2. С - 5 ÷ 10 In;

3. D - 10 ÷ 20 cali.

Dla przemysłowych urządzeń technicznych tworzone są wyłączniki z klasami:

• A, wyzwalany przy niższych prądach niż 3In;

• E i F - przy wielokrotnościach większych niż 20In w różnych granicach.

Opisana klasa pracy domowych automatów jest zalegalizowana wymaganiami GOST R 50345-2010. Zagraniczni producenci stosują podobny podział chwilowych wyłączeń, ale obecne standardy i czasy wyłączenia mogą się różnić, zgodnie z normami obowiązującymi w ich krajach lub IEC 60947-2.

Obecna klasa graniczna

Prędkość chwilowego zabezpieczenia prądowego wyłącznika jest powiązana z częstotliwością sinusoidalnej harmonicznej sieci przemysłowej i jest wskazywana przez jedną z liczb: 1, 2 lub 3. Ta rycina pokazuje część półfali standardowej harmonicznej, podczas której powinno nastąpić wyłączenie.

Ograniczająca prąd maszyna 3 jest najszybsza - będzie działać w 1/3 półcyklu. Charakterystyka 2 wskazuje jego połowę, a 1 - pełną długość półfali.

Warunki ograniczania prądów przepływających przez wyłącznik

Ważnym punktem w działaniu wyłączników pracujących na prądach obciążeniowych jest rozważenie podłączonego do nich obwodu, który ma już pewną określoną rezystancję. Jego wartość ograniczy działanie odcięcia w trybie awaryjnym, aw pewnym momencie nie pozwoli na terminowe odłączenie napięcia zasilającego od uszkodzonego sprzętu.

Przykładem takiej sekcji jest czynny opór uzwojenia źródła transformatora zasilającego ze wszystkimi połączonymi rdzeniami kabli i przewodów sieci elektrycznej, zmontowanymi na listwach zaciskowych i zaciskach skrzynek przyłączeniowych i paneli aż do styków gniazdka w mieszkaniu. Dzwonią eksperci zero fazy pętli.

Aby uwzględnić jego wartość przy prawidłowym ustawieniu i działaniu wyłącznika, stosuje się specjalne urządzenia - mierniki rezystancji tej pętli.

Ich pomiar pozwala uwzględnić korektę wprowadzoną przez dodatkową rezystancję drutów, co oznacza, że ​​można dokładnie uwzględnić prądy przepływające w trybie awaryjnym przez styki zasilania i zabezpieczenia wyłącznika.

Jak sprawdzany jest wyłącznik pod kątem przepływających przez niego prądów

Po wytworzeniu produkty dowolnego producenta mogą być transportowane na duże odległości lub przechowywane w magazynach przez długi czas, zanim zostaną zainstalowane w obwodzie elektrycznym. W tym czasie możliwy jest spadek jego jakości z powodu naruszenia właściwości technicznych.

Dlatego wyłączniki, jeśli zostaną zainstalowane w obwodzie przed jego uruchomieniem, muszą przejść kontrolę stanu technicznego, która zwykle nazywana jest obciążeniem.

W tym celu w laboratorium elektrycznym montuje się specjalny schemat ładowania maszyny lub stosuje się jedną z wielu konstrukcji stojaków stacjonarnych lub przenośnych.

Wyłącznik jest sprawdzany pod kątem prądu znamionowego wskazanego na obudowie. Musi wytrzymać swoją wartość przez długi czas.

Następnie maszyna jest poddawana przeciążeniom i prądom zwarciowym, które musi wytrzymać podczas pracy. Jednocześnie są one wyraźnie mierzone i rejestrowane:

1. prądy działania zabezpieczeń termicznych i odcięcia prądu;

2. czasy wyłączenia maszyny od momentu symulacji zagrożenia.

Niektóre konstrukcje maszyn pozwalają na dostosowanie parametrów wyjściowych podczas ładowania. Na przykład niektóre typy wyzwalaczy termicznych mają mocowanie śrubowe, co pozwala dostosować wartość zadaną dla działania płyty bimetalicznej w określonych granicach.

Wszystkie zmierzone cechy są rejestrowane z dużą dokładnością przez przyrządy pomiarowe i są zapisywane w protokole weryfikacji, w porównaniu z wymaganiami GOST. Po ich analizie wydawany jest certyfikat z wnioskiem o odpowiedniości.

Załadunek maszyny pod obciążeniem pozwala zidentyfikować małżeństwo, zapobiega przypadkom pożarów i obrażeń elektrycznych.

Tak więc prądy przepływające przez wyłączniki są uwzględniane przy projektowaniu, produkcji, testowaniu i działaniu. W tym celu brane są pod uwagę warunki wymagane przez GOST:

• prąd znamionowy;

• przeciążenie;

• prąd zwarciowy;

• zabezpieczenie przed wyzwoleniem;

• czas wyłączenia usterki.