Como as correntes são consideradas nos disjuntores

A corrente que passa pelo disjuntor é determinada pela lei conhecida de Ohm pelo valor da tensão aplicada, referida à resistência do circuito conectado. Essa posição teórica da engenharia elétrica é a base para a operação de qualquer máquina.

Na prática, a tensão da rede elétrica, por exemplo, 220 volts, é suportada por dispositivos automáticos da organização de fornecimento de energia dentro dos padrões estipulados pelos padrões estaduais; ela varia ligeiramente dentro desse intervalo. Ir além do GOST é considerado um mau funcionamento, um acidente.

O disjuntor corta o fio da fase da fonte de alimentação de lâmpadas, tomadas e outros consumidores. Quando o barbeador elétrico é alimentado pela primeira vez a partir da tomada e depois o aspirador de lavar roupa, em ambos os casos, uma corrente flui através da máquina em um circuito fechado entre a fase e o zero.

Mas, no primeiro caso, será relativamente pequeno e, no segundo, será significativo: esses dispositivos diferem em resistência. Eles criam uma carga diferente. Seu valor é monitorado constantemente pela proteção da máquina, realizando seu desligamento em caso de desvios da norma.

Como a corrente flui através do disjuntor

Estruturalmente, a máquina é projetada para que a corrente atue em elementos localizados seqüencialmente. Estes incluem:

• terminais de conexão de fio com parafusos de aperto;

• contatos de energia com uma parte móvel e estacionária;

• placa de liberação térmica bimetálica;

• eletroímã de corte de corrente de curto-circuito;

• conectando os cabos de corrente.

O caminho atual através do disjuntor é mostrado na figura pelas setas vermelhas convencionais.

Os contatos de potência móvel são pressionados contra os fixos, criando um circuito elétrico contínuo somente depois que o operador gira manualmente a alavanca de controle. Um pré-requisito para inclusão é a ausência de situações de emergência no circuito comutado. Se eles aparecerem, a proteção começará imediatamente a funcionar no desligamento automático. Não há outra maneira de ligar a máquina.

Mas interromper esses contatos desenergizando o fornecimento de potencial de fase para os consumidores pode ser feito de duas maneiras:

• manualmente, retornando à posição inicial a alavanca de controle;

• automaticamente de acionar proteções.

Como os elementos estruturais de um disjuntor são criados e funcionam

Contatos de potência

Eles, como todo o design do disjuntor, são projetados para transmitir potência estritamente limitada. É impossível exceder, porque no caso oposto, a máquina falhará - ela queimará.

A característica técnica que limita a potência máxima que passa pelos contatos de potência é um indicador chamado "Capacidade máxima de interrupção". É indicado pelo índice "Icu".

O valor da capacidade final de interrupção do disjuntor é definido ao projetá-lo a partir de uma série padrão de correntes, geralmente medida em quilamperes. Por exemplo, Icu pode ser 4 ou 6, ou mesmo 100 ou mais kA.

Este valor é indicado diretamente na parte frontal da máquina, além de outras características das configurações dos valores atuais.

Assim, através dos contatos de potência da máquina mostrada na figura, uma corrente elétrica de zero a 4000 amperes pode passar com segurança. O próprio AB normalmente o suporta e o desliga em caso de emergência dentro da fiação conectada com os consumidores.

Para esse fim, foi introduzida uma distinção entre as correntes que fluem através dos contatos de potência em:

1. nominal e funcionando;

2. emergência, incluindo sobrecarga e curtos-circuitos.

Qual é a corrente nominal do disjuntor

Qualquer máquina é criada para funcionar sob certas condições técnicas. Ele deve garantir com segurança a passagem da corrente de carga operacional que flui através da fiação elétrica e através dos consumidores conectados.

Ao escolher uma máquina automática para uma rede doméstica, os usuários geralmente levam em consideração as propriedades condutoras da fiação ou apenas a potência dos aparelhos elétricos, cometendo um erro: é necessário analisar de maneira abrangente esses dois problemas. Para, um comutador é um dispositivo automático que já está ajustado para operar quando determinados valores atuais são atingidos.

Quando essas condições ainda não chegaram, e a corrente de trabalho através da máquina é menor. além do limite inferior de desconexão, os contatos de potência são fechados com segurança. O limite superior dessa faixa de operação é geralmente chamado de corrente nominal, indicando In.

O número “16” mostrado na figura significa que as correntes que passam pelos contatos de potência, até 16 ampéres, inclusive, serão transmitidas de forma confiável pelo disjuntor aos consumidores conectados por meio de fios elétricos.

Esta é uma função da própria máquina. E o proprietário da instalação elétrica e o eletricista de serviço têm uma tarefa completamente diferente - escolher o disjuntor correto para a carga e a fiação no complexo. De fato, quando esses 16 amperes forem excedidos, ocorrerão desconexões das proteções, configuradas para operar a partir de várias correntes que são "amarradas" por algoritmos elétricos ao valor nominal. Leia mais sobre isso aqui -Seleção de disjuntores para um apartamento, casa, garagem

Como funciona a proteção

Todas as correntes maiores que o valor nominal acionam as proteções. Eles são chamados de correntes de trip, denotadas por Iav.

Para o desligamento automático dentro do gabinete da máquina, dois tipos de dispositivos montados de acordo com diferentes princípios de desligamento são montados:

1. aquecer e dobrar o bimetal com a retirada da trava mecânica da malha;

2. nocauteando a trava com um choque mecânico pelo núcleo do eletroímã.

Liberação térmica

Ele funciona devido à flexão da placa composta bimetálica quando aquecido pela corrente que passa por ela e é resfriado por remoção de calor para o ambiente.

A energia térmica gerada pela corrente elétrica através da passagem bimetálica é aplicada a esta liberação. Seu valor, como sabemos pela lei de Joule-Lenz, depende de:

1. resistência elétrica do circuito;

2. força de fluxo atual;

3. e a hora do seu impacto.

Desses três parâmetros, a resistência elétrica no processo de estado estacionário praticamente não muda. Isso é levado em consideração apenas em cálculos teóricos. Com a troca de carga, a corrente muda abruptamente. Portanto, outros dois parâmetros são mais importantes:

1. a magnitude da corrente elétrica;

2. tempo de seu curso.

Eles são levados em consideração características especiais, que são chamados por esses componentes - tempo atual.

Pela força da corrente que flui através da máquina e pelo tempo de sua ação, é determinado não apenas a zona de operação da liberação térmica, mas também o corte eletromagnético.

A base dos cálculos é o valor da corrente nominal selecionada para o projeto do disjuntor. A operação das proteções está ligada à sua multiplicidade - a razão entre a corrente que passa e a corrente nominal.

Como as proteções de corrente do disjuntor operam acima da corrente nominal, a multiplicidade de corrente é sempre I / In> 1.

Corte eletromagnético

O trabalho de proteção baseia-se na contabilidade constante das correntes que passam pelas voltas dos enrolamentos do eletroímã. Quando a magnitude das cargas não excede o valor nominal calculado, as correntes que fluem em cada turno criam um campo magnético total que não é capaz de superar a força de retenção da haste mecânica dentro do alojamento do solenóide.

A cabeça do empurrador móvel é puxada para dentro e o contato de potência móvel do disjuntor é pressionado com segurança na parte estacionária.

Quando a força da corrente de passagem exceder a corrente nominal do ponto de ajuste, o campo magnético total formado dentro da bobina superará abruptamente a força de retenção da haste. Ele atira e, com um golpe forte, atinge a trava, puxa-a para fora da marcha.

Como resultado do ataque, o contato de energia móvel do disjuntor é fortemente descartado por energia mecânica do estacionário - o circuito elétrico é interrompido e a tensão de alimentação é removida do circuito conectado.

Como as proteções do disjuntor são configuradas?

Para que a máquina suporte claramente a corrente nominal sem criar falsos positivos, sua proteção é ajustada nos valores calculados.

Liberação térmica

Ao escolher a configuração de corrente padrão, a natureza da carga conectada é levada em consideração e calculada de acordo com a fórmula Iust = kr ∙ kn ∙ In, onde kr = 1,1 e kn leva em consideração as condições de operação. É definido dentro de:

• 1.1 ÷ 1.3 para circuitos com sobrecargas de curto prazo da partida de motores elétricos ou dispositivos semelhantes;

• 1,1 - para circuitos resistivos sem sobrecarga ou para operação de circuitos de corrente contínua.

Como exemplo, considere a característica de proteção da liberação térmica de um disjuntor A3120 antigo.

Na seção atual de 1,3 a 10 vezes, a característica In é representada pela curva “a”, a operação é realizada com um atraso de tempo, o que cria uma reserva de operação dos aparelhos elétricos conectados. À medida que a carga aumenta, o tempo de desligamento diminui de alguns minutos para um segundo.

Com uma carga de dez vezes, a liberação térmica do A3120 desativa os contatos de potência com um tempo de cerca de 0,01 segundos, com uma pequena variação nos parâmetros mostrados no gráfico pela zona de cor vermelha clara. Mais de dez vezes o aumento das correntes operacionais não pode acelerar a proteção devido às propriedades mecânicas do projeto do disjuntor.

Corte eletromagnético

Os parâmetros da característica tempo-corrente para o órgão de corte eletromagnético também são ajustados de acordo com a corrente nominal. Nas máquinas domésticas, a corrente de disparo instantânea é dividida em três classes:

1. Dentro, dentro de 3 × 5 dentro;

2. С - 5 ÷ 10 In;

3. D - 10 ÷ 20 pol.

Para dispositivos técnicos industriais, são criados disjuntores com classes:

• A, acionado em correntes mais baixas que 3In;

• E e F - em múltiplos maiores que 20In, dentro de vários limites.

A classe de trabalho descrita das máquinas automáticas domésticas é legalizada pelos requisitos da GOST R 50345-2010. Fabricantes estrangeiros também usam uma divisão semelhante de interrupções instantâneas, mas os padrões atuais e os tempos de desligamento podem variar, estipulados pelos padrões de seus países ou pela IEC 60947-2.

Classe limitante atual

A velocidade da proteção instantânea de corrente do disjuntor está ligada à frequência do harmônico sinusoidal da rede industrial e é indicada por um dos números: 1, 2 ou 3. Esta figura mostra a parte da meia onda do harmônico padrão durante o qual o disparo deve ocorrer.

A máquina limitadora de corrente 3 é a mais rápida - funcionará em 1/3 do meio ciclo. A característica 2 indica sua metade e 1 - o comprimento total da meia onda.

Condições para limitar as correntes que passam através de um disjuntor

Um ponto importante na operação de disjuntores operando com correntes de carga é a consideração do circuito conectado a eles, que já possui alguma resistência específica. Seu valor limitará a operação do corte no modo de emergência e, em algum momento, não permitirá a remoção oportuna da tensão de alimentação do equipamento danificado.

Um exemplo dessa seção é a resistência ativa do enrolamento da fonte do transformador de alimentação com todos os núcleos conectados de cabos e fios da rede elétrica, montados em blocos de terminais e grampos de caixas de junção e painéis até os contatos da tomada do apartamento. Seus especialistas chamam fase zero do loop.

Para levar em consideração seu valor com a configuração e operação corretas do disjuntor, são utilizados dispositivos especiais - medidores de resistência desse circuito.

Sua medição permite levar em consideração a correção introduzida pela resistência adicional dos fios, o que significa que você pode levar em consideração com precisão as correntes que passam no modo de emergência através dos contatos de potência e proteções do disjuntor.

Como o disjuntor é verificado quanto a correntes que passam por ele

Após a fabricação, os produtos de qualquer fabricante podem ser transportados por longas distâncias ou armazenados em armazéns por um longo tempo antes de serem instalados em um circuito elétrico. Durante esse período, é possível uma diminuição de sua qualidade devido a uma violação das características técnicas.

Portanto, os disjuntores, quando instalados em um circuito antes de serem colocados em operação, devem ser submetidos a uma verificação de saúde, geralmente chamada de carregamento.

Para esse fim, um esquema especial para carregar a máquina é montado no laboratório elétrico ou é usado um dos muitos modelos de suportes fixos ou portáteis.

O disjuntor é verificado quanto à corrente nominal indicada na caixa. Ele deve suportar seu valor por um longo tempo.

Em seguida, a máquina é submetida a sobrecargas e correntes de curto-circuito, as quais devem suportar durante a operação. Ao mesmo tempo, eles são claramente medidos e registrados:

1. correntes de operação de proteções contra liberação térmica e corte de corrente;

2. desligar a máquina a partir do momento da simulação de uma emergência.

Alguns projetos de máquinas permitem ajustar os parâmetros de saída durante o carregamento. Por exemplo, certos tipos de liberações térmicas possuem uma montagem com parafuso, o que permite ajustar o ponto de ajuste para a operação da placa bimetálica dentro de certos limites.

Todas as características medidas são registradas com alta precisão pelos instrumentos de medição e registradas no protocolo de verificação, em comparação com os requisitos do GOST. Após a análise, é emitido um certificado com conclusão sobre adequação.

Carregar a máquina sob carga permite identificar o casamento, evitar casos de possíveis incêndios e ferimentos elétricos.

Assim, as correntes que passam pelos disjuntores são levadas em consideração no projeto, produção, teste e operação. Para isso, são considerados os termos exigidos pelo GOST:

• corrente nominal;

• sobrecarga;

• corrente de curto-circuito;

• proteção de corrente de disparo;

• tempo de desligamento da falha.