Stroomonderbrekers

Hoe de stroomonderbreker werkt

Automatische schakelaars (schakelaars, onderbrekers) zijn elektrische schakelapparaten die zijn ontworpen om circuitstroom in normale modi te geleiden en om elektrische netwerken en apparatuur automatisch te beschermen tegen noodmodi (kortsluitstromen, overbelastingsstromen, vermindering of verdwijning van spanning, richtingsverandering) van de stroom, het verschijnen van magnetische velden van krachtige generatoren in noodsituaties, enz.), evenals voor zeldzame commutatie van de nominale stromen (6-30 keer per dag).

Vanwege hun eenvoud, gemak, onderhoudsveiligheid en betrouwbaarheid van bescherming tegen kortsluitstromen, worden deze apparaten veel gebruikt in elektrische installaties met laag en hoog vermogen.

Stroomonderbrekers zijn handmatige schakelapparaten, maar veel typen hebben een elektromagnetische of elektromotorische aandrijving, waardoor ze op afstand kunnen worden bediend.

Operatie principe

De machines worden meestal handmatig uitgeschakeld (door aandrijving of afstandsbediening) en in het geval van een schending van de normale werking (optreden van overstroom of spanningsvermindering) - automatisch.In dit geval wordt elke machine geleverd met een overspanningsafschakelspoel en in sommige typen met een onderspanningsafschakelspoel.

Volgens de uitgevoerde beveiligingsfuncties zijn stroomonderbrekers onderverdeeld in automatische machines: overstroom, onderspanning en omgekeerde stroom.

Stroomonderbrekers worden gebruikt om een ​​elektrisch circuit automatisch te openen wanneer daarin kortsluit- en overbelastingsstromen optreden boven de ingestelde limiet. Door de schakelaar en zekering te vervangen, bieden ze een betrouwbaardere en selectievere bescherming onder abnormale omstandigheden.

Als de omgevingsomstandigheden afwijken van normaal (de luchtvochtigheid is hoger dan 85% en bevat onzuiverheden van schadelijke dampen), dan moeten de stroomonderbrekers worden geplaatst in dozen en kasten met een stof-vochtige en chemisch bestendige constructie.

Classificatie

Stroomonderbrekers zijn onderverdeeld in:

• installatieautomaten hebben een beschermende isolerende (kunststof) behuizing en kunnen op openbare plaatsen worden geïnstalleerd;

• universeel - ze hebben niet zo'n behuizing en zijn bedoeld voor installatie in distributie-apparaten;

• snel handelen (zijn eigen reactietijd is niet langer dan 5 ms);

• langzaam (van 10 tot 100 ms);

De snelheid wordt geleverd door het werkingsprincipe zelf (gepolariseerde elektromagnetische of inductie-dynamische principes, enz.), Evenals door de voorwaarden voor het snel doven van de elektrische boog. Een soortgelijk principe wordt gebruikt in stroombeperkende machines;

• selectief instelbare reactietijd op het gebied van kortsluitstromen;

• stroomonderbrekers met tegenstroom die alleen worden geactiveerd wanneer de richting van de stroom in het beveiligde circuit verandert;

• Gepolariseerde automatische machines schakelen het circuit alleen uit als de stroom in voorwaartse richting stijgt, niet-gepolariseerd - met elke stroomrichting.

Ontwerp

De ontwerpkenmerken en het werkingsprincipe van de machine worden bepaald door het doel en de reikwijdte ervan.

Het in- en uitschakelen van de machine kan handmatig, met een elektromotor of een elektromagnetische aandrijving.

De handmatige aandrijving wordt gebruikt voor nominale stromen tot 1000 A en zorgt voor een gegarandeerd eindschakelvermogen, ongeacht de bewegingssnelheid van de sluithendel (de bediener moet de schakelhandeling resoluut uitvoeren: begin - breng het tot het einde).

Elektromagnetische en elektromotorische aandrijvingen worden gevoed door spanningsbronnen. Het regelcircuit van de omvormer moet beveiligd zijn tegen herhaalde kortsluiting, terwijl het proces van het inschakelen van de machine tot de beperkende kortsluitstromen moet stoppen bij een voedingsspanning van 85-110% van de nominale waarde.

Bij overbelasting en kortsluitstromen zal de stroomonderbreker trippen, ongeacht of de bedieningshendel in de gesloten stand wordt gehouden.

Een belangrijk onderdeel van de machine is een vrijgave, die de ingestelde parameter van het beveiligde circuit regelt en inwerkt op het uitschakelapparaat, dat de stroomonderbreker uitschakelt. Bovendien maakt de vrijgave het mogelijk om de machine op afstand uit te schakelen. De meest voorkomende edities zijn de volgende typen:

• elektromagnetisch ter bescherming tegen kortsluitstromen;

• thermisch voor overbelastingsbeveiliging;

• gecombineerd;

• halfgeleider met hoge stabiliteit van responsparameters en eenvoudige afstemming.

Stroomonderbrekers zonder release kunnen worden gebruikt voor het schakelen van een circuit zonder stroom of voor het onregelmatig schakelen van nominale stroom.

De serie stroomonderbrekers geproduceerd door de industrie is ontworpen om te worden gebruikt in verschillende klimaatzones, geplaatst op plaatsen met verschillende werkomstandigheden, om te werken in omstandigheden die verschillen in termen van mechanische belasting en explosiviteit van de omgeving, en hebben verschillende mate van bescherming tegen aanraking en invloeden van buitenaf.

Informatie over specifieke soorten apparaten, hun standaardversies en standaardafmetingen wordt gegeven in de normatieve en technische documenten. In de regel is zo'n document de technische voorwaarden (TU) van de fabriek... In sommige gevallen wordt het niveau van het document verhoogd om producten te verenigen die op grote schaal worden gebruikt en geproduceerd door verschillende ondernemingen (soms tot de niveau van de Rijksnorm).

Stroomonderbrekers bestaan ​​uit de volgende hoofdcomponenten:

• contact systeem;

• boog blussysteem;

• bevrijdend;

• controlemechanisme;

• gratis ontgrendelingsmechanisme.

Een contactsysteem bestaat uit vaste contacten die in de behuizing zijn bevestigd en beweegbare contacten die scharnierend op de halve as van de hendel van het bedieningsmechanisme zijn gemonteerd en bieden meestal een enkele stroomonderbreking.

In elke pool van de stroomonderbreker is een boogdovend apparaat geïnstalleerd dat is ontworpen om een ​​elektrische boog in een beperkt volume te lokaliseren. Het is een boogkamer met een rooster van gedeïoniseerde staalplaat. Vonkenvangers in de vorm van vezelplaten kunnen ook worden geleverd.

Een vrijgavemechanisme is een scharnierend mechanisme met 3 of 4 schakels dat zorgt voor de ontgrendeling en deactivering van het contactsysteem in zowel automatische als handmatige bediening.

Een elektromagnetische overstroomontgrendeling, die een ankerelektromagneet is, zorgt voor automatische uitschakeling van de stroomonderbreker bij kortsluitstromen die de huidige instelling overschrijden. Elektromagnetische stroomontspanners met hydraulisch vertragingsapparaat hebben een omgekeerde tijdvertraging om te beschermen tegen overbelastingsstromen.

Thermische overbelastingsontlasting is een thermobimetalen plaat. Bij overbelastingsstromen zorgen de vervorming en krachten van deze plaat voor een automatische uitschakeling van de vermogenschakelaar. De vertraging neemt af naarmate de stroom toeneemt.

Halfgeleideruitschakeleenheden bestaan ​​uit een meetelement, een blok halfgeleiderrelais en een uitgangselektromagneet die inwerkt op het vrijgavemechanisme van de machine. Als meetelement wordt een stroomtransformator (AC) of een versterker met magnetische smoorspoel (DC) gebruikt.

Met de vrijgave van de halfgeleiderstroom kunnen de volgende parameters worden aangepast:

• nominale ontlaadstroom;

• instelling voor bedrijfsstroom op het gebied van kortsluitstromen (onderbrekingsstroom);

• reactietijdinstellingen in de congestiezone;

• reactietijd instellingen op het gebied van kortsluitstromen (voor selectieve schakelaars).

Veel stroomonderbrekers gebruiken combinatie-releases die thermische elementen gebruiken om te beschermen tegen overbelastingsstromen en elektromagnetische elementen om te beschermen tegen kortsluitstromen zonder tijdvertraging (onderbreking).

De stroomonderbreker heeft ook extra onderdelen die in de stroomonderbreker zijn ingebouwd of er extern aan zijn bevestigd.Ze kunnen onafhankelijk zijn, nul- en laagspanning, vrije en hulpcontacten, handmatige en elektromagnetische afstandsbediening, automatische uitschakelsignalering, apparaat om de stroomonderbreker in de "uit" -stand te vergrendelen.

De shunttrip is een elektromagneet die wordt aangedreven door een externe spanningsbron. Sub- en zero-releases kunnen tijdvertraagd en niet-vertraagd zijn. Met behulp van een shunt- of onderspanningsafschakelspoel is het mogelijk om de machine op afstand uit te schakelen.

Bedrijfsomstandigheden

De schakelaars zijn verkrijgbaar in uitvoeringen met verschillende beschermingsgraden tegen aanraking en invloeden van buitenaf (IPOO, IP20, IP30, IP54). In dit geval kan de beschermingsgraad van de klemmen voor het aansluiten van externe draden lager zijn dan de beschermingsgraad van de schakelaarbehuizing.

De schakelaars worden geproduceerd in 5 klimaatuitvoeringen en 5 plaatsingscategorieën, die zijn gecodeerd met de letters U, UHL, T, M, OM en de cijfers 1,2,3,4,5.

De schakelaars zijn ontworpen voor continu gebruik onder de volgende omstandigheden:

• installatie op een hoogte van maximaal 1000 m (schakelaars van de AP50- en AE1000-serie - op een hoogte van maximaal 2000 m boven zeeniveau);

• omgevingstemperatuur van - 40 (zonder dauw en vorst) tot + 40 ° C (voor schakelaars uit de AE1000-serie - van +5 tot + 40 ° C);

• relatieve vochtigheid van de omgeving niet meer dan 90% bij 20 ° C en niet meer dan 50% bij 40 ° C;

• omgeving - niet-explosief, bevat geen stof (inclusief geleidend) in een hoeveelheid die de werking van de stroomonderbreker verstoort, en corrosieve gassen en dampen in concentraties die metalen en isolatie vernietigen;

• plaats van installatie van de schakelaar — beschermd tegen water, olie, emulsie, enz.;

• gebrek aan directe blootstelling aan zonne- en radioactieve straling;

• gebrek aan scherpe schokken (slagen) en sterk schudden; trilling van de montagepunten van de schakelaars met een frequentie tot 100 Hz met een versnelling van niet meer dan 0,7 g is toegestaan.

De groepen bedrijfsomstandigheden voor elektrische producten met betrekking tot de impact van de mechanische factoren van de externe omgeving worden bepaald door GOST 17516.1-90. Volgens de catalogusgegevens zijn de vermogenschakelaars ontworpen voor gebruik in de groepen Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25.

Op het gebied van veiligheid voldoen stroomonderbrekers aan GOST 12.2.007.0-75 en GOST 12.2.007.6-75, de vereisten van de «Regels voor elektrische installaties» en zorgen voor de bedrijfsomstandigheden bepaald door de «Regels voor de technische werking van installaties» door de gebruiker «en» Veiligheidsregels voor de werking van elektrische installaties door de gebruiker «, goedgekeurd door de Staatsdienst voor energietoezicht op 21.12.94.Met betrekking tot bescherming tegen lekstromen voldoen stroomonderbrekers aan de vereisten van GOST 12.1. 038-82.

Niet-werkend werk (opslag en transport tijdens werkpauzes) is in overeenstemming met GOST 15543-70 en GOST 15150-69.

Lees ook over dit onderwerp: Stroomonderbreker, stroomonderbreker, RCD - wat is het verschil?