Классификация автоматических выключателей. Типы электрических автоматов.

 

 

 

Тема: на какие разновидности делятся электроавтоматы, их типы и классификация.

Автоматический выключатель представляет собой электротехническое устройство, основным назначением которого является совершение переключение своего рабочего состояния при возникновении определённой ситуации. Автоматы электрические совмещают в себе два устройства, это обычный выключатель и магнитный (или тепловой) расцепитель, задачей которого является своевременный разрыв электрической цепи в случае превышения порогового значения силы тока. Автоматические выключатели, как и все электрические устройства, также имеют различные разновидности,  что их разделяет на определённые типы. Давайте ознакомимся с основными классификациями автоматических выключателей.

1» Классификация автоматов по количеству полюсов:

а) однополюсные автоматы

б) однополюсные автоматы с нейтралью

в) двухполюсные автоматы

г) трехполюсные автоматы

д) трехполюсные автоматы с нейтралью

е) четырехполюсные автоматы

2» Классификация автоматов по типу расцепителей.

В конструкцию различных видов автоматических выключателей, обычно, входят 2 основных типа расцепителей (размыкателей) — электромагнитный и тепловые. Магнитные служат для электрической защиты от короткого замыкания, а тепловые размыкатели предназначены в основном для защиты электрических цепей по определённому току перегрузки.

3» Классификация автоматов по току расцепления: В, С, D, (A, K, Z)

ГОСТ Р 50345-99, по току мгновенного расцепления автоматы разделяются на такие типы:

а) тип «B» — свыше 3•In до 5•In включительно (In — это номинальный ток)

б) тип «C» — свыше 5•In до 10•In включительно

В) тип «D» — свыше 10•In до 20•In включительно

Производителей автоматов в Европе имеют несколько иную классификацию. К примеру, у них имеется дополнительный тип «A» (свыше 2•In до 3•In). У некоторых производителей автоматических выключателей также существуют дополнительные кривые выключения (у АВВ автоматы с кривыми K и Z).

 

 

 

4» Классификация автоматов по роду тока в цепи: постоянного, переменного, обоих.

Номинальные электрические токи для основных цепей расцепителя подбирают из: 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300 А. Также дополнительно выпускаться автоматы на номинальные токи основных электроцепей автоматов: 1500; 3000; 3200 А.

5» Классификация по наличию токоограничения:

 

а) токоограничивающие

б) нетокоограничивающие

6» Классификация автоматов по видам расцепителей:

а) с максимальным расцепителем тока

б) с независимым расцепителем

в) с минимальным либо нулевым расцепителем напряжения

7»  Классификация автоматов по характеристике выдержки времени:

а) без выдержки времени

б) с выдержкой времени, независимой от тока

в) с выдержкой времени, обратно зависимой от тока

г) с сочетанием указанных характеристик

8» Классификация по наличию свободных контактов: с контактами и без контактов.

9» Классификация автоматов по способу подсоединения внешних проводов:

а) с задним присоединением

б) с передним присоединением

в) с комбинированным присоединением

г) с универсальным присоединением (и передним и задним).

10» Классификация по виду привода: с ручным, с двигательным и с пружинным.

 

P.S. У всего есть свои разновидности. Ведь если бы существовала только одна единвещь в своём единственном экземпляре, это было бы как минимум просто скучно и слишком ограниченно! Тем многообразие и хорошо, что в нём можно выбрать именно то, что максимум соответствует своим потребностям.

Типы автоматических выключателей

В быту и на производстве существует необходимость защиты электроприборов от тепловых перегрузок линий и коротких замыканий. Для решения этих проблем были разработаны автоматические выключатели.

Типы автоматических выключателей

В настоящее время этот сегмент рынка электротехники представлен несколькими видами автоматов.

• Модульные автоматические выключатели, имеющие стандартизированные размеры и устанавливаются в электрощитки на din-рейку. Применяются для защиты сетей бытовых потребителей электрической энергии, при организации систем энергораспределения офисов и промышленных предприятий.
• Корпусные автоматические выключатели для защиты сетей с напряжением до 600В и рабочими токами до 1600А. Используются в качестве вводного автомата, для подключения мощных потребителей (станки и другое производственное оборудование большой мощности).
• Автоматические выключатели для защиты электродвигателей.

Как правило, автоматические выключатели с номинальными токами до 63А считаются бытовыми. При необходимости защиты от более высоких токов используются промышленные типы автоматов.

По степени чувствительности большинство автоматов имеют пороговое значение в 140% от номинального — в этом случае моментально срабатывает расцепитель электромагнитного типа. Тепловой расцепитель реагирует на нагрев электропроводки и, в зависимости, от температуры окружающего воздуха, может среагировать на перегрузку не сразу, а по прошествии некоторого времени, которое может исчисляться от нескольких минут при плюсовой температуре до нескольких часов в мороз.

По количеству разъединяемых линий автоматические выключатели бытового применения могут быть одно-, двух-, трех- и четырехполюсными.

Ассортимент автоматических выключателей Schneider Electric

Концерн Schneider Electric, основной сферой деятельности которого является электротехника, предлагает покупателям несколько линеек изделий для защиты сетей разных брендов различных ценовых сегментов. Любой из них можно купить в интернет-магазине Schneider-24.ru, при этом, независимо от цены, каждое изделие гарантирует потребителю долговечность эксплуатации, качество и надежность конструкции.

При минимальной линейке типоразмеров серия автоматических выключателей Masterpact отличается большим количеством значений токов отключения. Различные предложения по расцепителям дают возможность точно осуществлять подбор решения технологических и проектных задач. Модели Masterpact NT и Masterpact NW, построенные на технологии ASIC оснащены защитой электроцепей в номинальном и аварийном режиме, системами контроля качества и индикаторами техобслуживания.

В серии Compact приборы оснащены микропроцессорными блоками с функцией контроля и управления. Практичность моделей Compact NSX Compact NS обеспечена наличием функций контроля и анализа параметров электрической сети. Оптимальным решением, возможным к применению в любых условиях, является Compact INS/INV, которому свойственный высокие электрические характеристики и возможность вариативного монтажа и соединений. Все изделия серии Compact и Masterpact созданы на основе платформы Micrologic.

В серии модульного оборудования Acti9 лучшим предложением являются автоматические выключатели iC60 С120 NG125 для отсекания электропитания при коротком замыкании и перегрузке, DPN Vigi для комплексной защиты, iLD RCCB, который, благодаря наличию УЗО, защищает от поражения электрическим током и снижает риск возгорания электроустановок.

Модульные устройства для установки на гражданских объектах Easy 9 производятся в вариантах от 1 до 4 полюсов и рассчитаны на токи от 6 до 125 ампер. В серию входят автоматические выключатели, УЗО, ДИФы и выключатели-разъединители.

В серию Домовой включены модульные автоматы для применения в жилых помещениях: бытовые автоматические и дифференцированные выключатели. Линейка включает изделия, рассчитанные на силу тока от 6 до 63 ампер.

Автоматические выключатели EasyPact EZC представлены тремя группами: до 100А, от 100 до 250А, от 250 до 400А. Производятся в литом корпусе и подходят для модернизации установок старого типа, не требующих настройки. Кроме этого, в серии есть более сложные по конструкции изделия с различным диапазоном токов: EasyPact CVS100-250, EasyPact CVS400-630, EasyPact MVS.

Типы автоматических выключателей и их различия

21vek-220v.ru

12-07-2014

12-07-2014

Типы автоматических выключателей и их различия

21vek-220v.ru

Сегодняшний рынок электрической защитной техники предлагает очень широкий выбор автоматических выключателей. Это самые разные модели устройств, подходящие для различных электрических сетей. Рассмотрим же более детально типы и различия автоматических выключателей.

В первую очередь все автоматические выключатели делятся на выключатели постоянного тока, выключатели переменного тока и универсальные, которые работают в электрических сетях, как с постоянным, так и с переменным током.

Одно из главных различий всех автоматических выключателей это показатель номинального тока для каждого конкретного устройства. Минимальный номинальный ток, при котором могут работать автоматические выключатели, составляет 1 А. Пример такого устройства это «Автоматический выключатель АВВ 1-пол. S201 C1». Максимальный номинальный ток – 6300 А.

Еще одно различие автоматических выключателей заключается в показателе номинального напряжения. Преимущественно, большинство таких устройств предназначены для работы в электрических сетях с номинальным напряжением в 220 В, 380 В и 400 В. Для работы в электрической сети в напряжением в 220 В подойдет модель «Автоматический выключатель Legrand 2-полюсный 100А-2М(тип С)». Примером модели, предназначенной для работы в электрической сети с напряжением в 380 В, может служить устройство «Автоматический выключатель ВА47-29 4Р 6А 4,5кА х-ка С ИЭК». Для электрических сетей с номинальным напряжением в 400 В используют «Автоматический выключатель DX 3P C10A 6,0кА(Legrand)».

Все модели автоматических выключателей классифицируются также в зависимости от количества полюсов. Выделяют однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматические выключатели. Примером однополюсной модели может служить «Автоматический выключатель DX 1P C6A 6,0kA(Legrand)». В качестве примера двухполюсного устройства можно привести модель «Автоматический выключатель Legrand 2-полюсный 100А-2М(типС)». Пример трехполюсного выключателя это «Автоматический выключатель АВВ 3-пол. Sh303L C20». И, наконец, в качестве примера четырехполюсного автоматического выключателя можно назвать «Автоматический выключатель АВВ 4-пол. S204 C25».

Еще одно важное различие автоматических выключателей это скорость их срабатывания. Здесь выделяют быстродействующие, селективные (с выдержкой времени) и нормальные устройства. Время срабатывания нормальных автоматических выключателей варьируется в пределах от 0,02 с до 0,1 с. Время срабатывания селективных устройств – до 1 с. А время срабатывания быстродействующих автоматических выключателей составляет не больше 0,005 с. Селективные автоматические выключатели используются в тех случаях, когда необходимо установить селективную защиту электрических сетей. Для этого устанавливают несколько различных автоматов такого типа с разными выдержками времени.

Также при выборе автоматического выключателя стоит обратить внимание на его тип по току мгновенного расцепления. Всего выделяют три типа: B, C и D. Устройства типа В срабатывают при 3-5 номинальных токах. Автоматические выключатели типа С срабатывают при 5-10 номинальных токах. А устройства типа D – при 10-20 номинальных токах. Также у некоторых производителей автоматических выключателей введены дополнительные типы, такие как A, K и Z. Автоматические выключатели типа А срабатывают уже при 2-3 номинальных токах. А данные о других типах лучше всего смотреть в таблицах автоматических выключателей конкретно по каждому производителю.

Автоматические выключатели отличаются не только своими характеристиками, но и компаниями-производителями. На сегодняшний день самыми популярными производителями автоматических выключателей являются российская компания «ИЭК», французская компания «Legrand» и немецкая компания «АВВ». Эти компании зарекомендовали себя как производители качественной защитной автоматической техники для электрических сетей всех видов. Их продукция популярна не только на родине этих компаний, но и далеко за их пределами.

Сегодняшний рынок электрической защитной техники предлагает очень широкий выбор автоматических выключателей. Это самые разные модели устройств, подходящие для различных электрических сетей. Рассмотрим же более детально типы и различия автоматических выключателей.

В первую очередь все автоматические выключатели делятся на выключатели постоянного тока, выключатели переменного тока и универсальные, которые работают в электрических сетях, как с постоянным, так и с переменным током.

Одно из главных различий всех автоматических выключателей это показатель номинального тока для каждого конкретного устройства. Минимальный номинальный ток, при котором могут работать автоматические выключатели, составляет 1 А. Пример такого устройства это «Автоматический выключатель АВВ 1-пол. S201 C1». Максимальный номинальный ток – 6300 А.

Еще одно различие автоматических выключателей заключается в показателе номинального напряжения. Преимущественно, большинство таких устройств предназначены для работы в электрических сетях с номинальным напряжением в 220 В, 380 В и 400 В. Для работы в электрической сети в напряжением в 220 В подойдет модель «Автоматический выключатель Legrand 2-полюсный 100А-2М(тип С)». Примером модели, предназначенной для работы в электрической сети с напряжением в 380 В, может служить устройство «Автоматический выключатель ВА47-29 4Р 6А 4,5кА х-ка С ИЭК». Для электрических сетей с номинальным напряжением в 400 В используют «Автоматический выключатель DX 3P C10A 6,0кА(Legrand)».

Все модели автоматических выключателей классифицируются также в зависимости от количества полюсов. Выделяют однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматические выключатели. Примером однополюсной модели может служить «Автоматический выключатель DX 1P C6A 6,0kA(Legrand)». В качестве примера двухполюсного устройства можно привести модель «Автоматический выключатель Legrand 2-полюсный 100А-2М(типС)». Пример трехполюсного выключателя это «Автоматический выключатель АВВ 3-пол. Sh303L C20». И, наконец, в качестве примера четырехполюсного автоматического выключателя можно назвать «Автоматический выключатель АВВ 4-пол. S204 C25».

Еще одно важное различие автоматических выключателей это скорость их срабатывания. Здесь выделяют быстродействующие, селективные (с выдержкой времени) и нормальные устройства. Время срабатывания нормальных автоматических выключателей варьируется в пределах от 0,02 с до 0,1 с. Время срабатывания селективных устройств – до 1 с. А время срабатывания быстродействующих автоматических выключателей составляет не больше 0,005 с. Селективные автоматические выключатели используются в тех случаях, когда необходимо установить селективную защиту электрических сетей. Для этого устанавливают несколько различных автоматов такого типа с разными выдержками времени.

Также при выборе автоматического выключателя стоит обратить внимание на его тип по току мгновенного расцепления. Всего выделяют три типа: B, C и D. Устройства типа В срабатывают при 3-5 номинальных токах. Автоматические выключатели типа С срабатывают при 5-10 номинальных токах. А устройства типа D – при 10-20 номинальных токах. Также у некоторых производителей автоматических выключателей введены дополнительные типы, такие как A, K и Z. Автоматические выключатели типа А срабатывают уже при 2-3 номинальных токах. А данные о других типах лучше всего смотреть в таблицах автоматических выключателей конкретно по каждому производителю.

Автоматические выключатели отличаются не только своими характеристиками, но и компаниями-производителями. На сегодняшний день самыми популярными производителями автоматических выключателей являются российская компания «ИЭК», французская компания «Legrand» и немецкая компания «АВВ». Эти компании зарекомендовали себя как производители качественной защитной автоматической техники для электрических сетей всех видов. Их продукция популярна не только на родине этих компаний, но и далеко за их пределами.

Назначение и классификация автоматических выключателей | Аппараты распределительных устройств низкого напряжения | Архивы

Страница 19 из 75

Глава четвертая АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

4-1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Автоматическим выключателем (автоматом) называется аппарат, предназначенный для нечастых размыканий и замыканий электрической цепи и длительного прохождения по нему тока, а также для автоматического размыкания цепей при появлении в них различных

ненормальных условий; коммутация цепи происходит между механически перемещающимися контактами.; Автоматы различаются по их быстродействию, которое характеризуется собственным временем срабатывания, т. е. временем от появления тока короткого замыкания до начала расхождения контактов (до появления дуги). Обычно это время тем больше, чем больше номинальный ток, так как с его увеличением массы деталей и моменты их инерций увеличиваются быстрее, чем действующие силы. Собственное время срабатывания снижается при увеличении тока короткого замыкания. Все это затрудняет точное разграничение разных групп.

а) Первая группа

К первой группе относятся наиболее распространенные автоматы переменного и постоянного тока, к которым обычно не предъявляется специальных требований о быстродействии или эти требования — невысокие. Поэтому для удержания контактной системы во включенном положении всегда применяются защелки, что позволяет делать аппараты легкими и небольших размеров. В первой группе различают универсальные автоматы, обычно изготовляемые на номинальные токи от 200 до 4 000 а, а изредка и до 25 000 а, и установочные автоматы, обычно изготовляемые на номинальные токи от 6 до 600 а. Наиболее характерным конструктивным отличием установочного автомата от универсального являются его пластмассовые корпус и крышка. Универсальные автоматы имеют много модификаций: .они осуществляют защиту от разных ненормальных условий и имеют разнообразные приводы и оболочки. Установочные автоматы в настоящее время служат для защиты установок (в особенности изолированных проводов) от сверхтока. Благодаря компактности установочные автоматы заменяют плавкие предохранители и неавтоматические выключатели в распределительных устройствах. Нельзя дать строгое разграничение вышеуказанных двух подгрупп (§ 4-10, 4-11).

Универсальные автоматы применяются в промышленных предприятиях, электрических станциях и подстанциях, на кораблях и т. п. Установочные автоматы применяются там же, где и универсальные, и, кроме того, в общественных зданиях и жилых помещениях для защиты осветительных сетей. Установочные автоматы, удовлетворяющие всем требованиям, предъявляемым к установочным изделиям и специально рассчитанные на установку в квартирах, иногда называют бытовыми автоматами.

Обычные универсальные и установочные автоматы на номинальный ток свыше 100 а имеют собственное время срабатывания от 10 до 100 мсек и они поэтому не обладают токоограничивающим действием (§ 1-3, 2т2). Если ток короткого замыкания установки весьма велик (порядка 100 кА), то для облегчения коммутации цепи принимают иногда некоторые специальные меры по повышению быстродействия. В этом случае время срабатывания универсального или установочного автомата на ток порядка более 100 а может быть и несколько менее 10 мсек. Тогда говорят, что он является токоограничивающим универсальным или установочным автоматом.

Установочные автоматы на ток менее 26 а и без специальных мер, повышающих их быстродействие, обычно являются токоограничивающими (если они имеют электромагнитный расцепитель максимального тока).

б) Вторая группа

Ko второй группе относятся быстродействующие автоматы, обычно изготовляемые на номинальные постоянные токи от 500 до 10 000 а и имеющие собственное время отключения при больших токах в пределах от нескольких десятых до 5 мсек. Их характерной особенностью является то, что вся конструкция подчинена требованию о повышении быстродействия, что необходимо для защиты установок, преобразующих переменный ток в постоянный, которые всегда очень чувствительны к сверхтокам. К этим установкам относятся ртутные, контактные и полупроводниковые выпрямители и одноякорные преобразователи. Быстродействующие автоматы применяются также для защиты крупных подстанций с генераторами постоянного тока, которые имеются, например, на металлургических заводах. Ввиду больших токов короткого замыкания в этих установках лучше отключить ток до достижения максимального значения, чем рассчитывать всю установку и автомат на большие электродинамические усилия. В быстродействующих автоматах обычно избегают применять защелки, для расцепления которых необходимо предварительное перемещение деталей до того, как начинается движение в направлении размыкания контактов, так как время действия механизма получается большим. Это является наиболее характерным конструктивным различием автоматов второй и первой групп. Однако автоматы взрывного действия (§ 4-3,г) имеют защелки, освобождающиеся при разрыве тяги. Разумеется, что специфические требования к защите преобразовательных установок приводят ко многим другим существенным конструктивным отличиям обеих групп автоматов.

в) Третья группа

К первым двум группам относятся автоматы, коммутирующие своими контактами ту цепь, в которой имеется ненормальное явление. К третьей группе относятся автоматы гашения поля, которые отключают обмотки возбуждения генераторов при появлении короткого замыкания в главной цепи генератора.

Классификация автоматических выключателей — Simple Cable Company

Основной задачей при строительстве линии электропередач на объекте является обеспечение безопасного и эффективного энергоснабжения. Не зависимо от качества монтажа и других условий, могут возникать аварийные ситуации, которые требуют срочного отключения питания. Защитными устройствами, которые срабатывают в данных ситуациях и предотвращают перегрузки и короткие замыкания на линии, являются автоматические выключатели.

Основными элементами в конструкции любого «автомата» являются системы контактов и дугогашения, расцепитель и система управления. Корпус устройства выполнен из диэлектрика, что позволяет обезопасить человека от поражения электрическим током. Управление можно производить как в ручном режиме, с помощью рычага или кнопки на самом приборе, так и дистанционно. Система контактов обеспечивает замыкание и размыкание цепи, что делает её основным элементом конструкции. В результате размыкания цепи может возникнуть электрическая дуга, поэтому важной является так же система, способная нейтрализовать или же «погасить» её. Механизм, приводящий в действие систему контактов, — расцепитель – может быть тепловым или магнитным, в зависимости от принципа действия. Биметаллическая пластина теплового расцепителя деформируется при нагревании и приводит в действие весь механизм. Магнитный расцепитель ещё называют мгновенным, так как подвижный сердечник соленоида способен моментально срабатывать при превышении порога напряжения. Крепление устройства возможно при помощи защёлки на DIN-рейку с двойным фиксированным положением.

Основными параметрами при классификации автоматических выключателей служат номинальный ток и количество полюсов в устройстве. По первому признаку можно выделить следующие типы «автоматов»:

Эти типы автоматических выключателей так же имеют различную максимальную отключающую способность (от 3 кА).

Если первые два вида практически идентичны в характеристиках и рекомендованы к использованию во вводно-распределительных устройствах жилых и общественных зданий, то промышленные выключатели рассчитаны на большие нагрузки и применяются в основном на более мощных электроустановках (в промышленности). Каждый из данных выключателей может быть исполнен с разным количеством полюсов (от 1 до 4). Широкий диапазон рабочих температур (от -40 ºС до +50 ºС) позволяет использование оборудование на любых жилых или промышленных объектах.

Исходя из вышесказанного, можно утверждать, что автоматический выключатель является незаменимым элементом любой электросети. Он выполняет функции защиты объекта от коротких замыканий и перегрузки, а так же функцию управления энергоснабжением. Выбор «автомата» зависит от особенностей объекта и электросети, но подбор и установку механизма лучше доверить профессионалам.

Типы характеристика классификация виды автоматических выключателей. Устройство автоматического выключателя: маркировка, токи, обозначение

Типы автоматических выключателей Автоматический выключатель – защитный прибор, срабатывающий от короткого замыкания или тепловой перегрузки линии к которой подключен. Типы: Основные типы или виды автоматических выключателей: – Модульный автоматический выключатель. Устройство стандартного, модульного типа с установкой в электрический щиток на din-рейку. Применяется для защиты в бытовых целях, а так же в коммерческих и промышленных сетях энергораспределения. – Промышленные автоматические выключатели в корпусе. Предназначены для защиты распределительных сетей 50/60 Гц с напряжением до 660 В, рабочим током до 1600 А. Применяется в больших щитовых подстанциях и на производстве используются для подключения мощного оборудования или как главный вводной автоматический выключатель. – Автоматические выключатели для защиты электрических двигателей. Все вышеперечисленные типы автоматических выключателей имеют свои характеристики для определенных параметров срабатывания. Остановимся более подробнее на модульном автоматическом выключателе. Это основной элемент защиты в электрораспределении для жилищных, коммерческих помещений. Сразу обозначим, что внешний вид модульных автоматических выключателей одного и того же производителя будет одинаков, характеристики срабатывания на внешний вид не влияют. Различают автоматические выключатели по характеристике срабатывания: Характеристика срабатывания это настройка магнитного расцепителя, более простыми словами – настройка чувствительности на ток короткого замыкания. Токи автоматических выключателей Для бытовых условий электрораспределения (в жилом доме, квартире) применяются номинальные токи автоматических выключателей от 0,5 до 63 Ампер. Такие параметры автоматических выключателей являются достаточными для обеспечения защиты и правильного распределения электрических линий. Если, в жилом доме, возникает потребность установки автоматического выключателя на токи выше 63 Ампера, то такие приборы так же существует, но уже в промышленных сериях. Устанавливая в доме такой мощный автомат, убедитесь что сечение вводного кабеля позволяет устанавливать автоматический выключатель на такой ток. К примеру, для автоматического выключателя на ток 100 Ампер сечение кабеля, которого он защищает должно быть не менее 16 mm² медного проводника или же 25 mm² алюминиевого. Более точное определение номинального тока автомата защиты к сечению кабеля зависит от ряда таких факторов, как длина токоведущей линии, количество жил в проводнике (одножильный, двухжильный, трехжильный провод и т.д) и способ прокладки кабеля. Приняв во внимание потерю мощности, от длины линии, и условие охлаждения от способа прокладки кабеля вы сможете правильно подобрать номинальный ток автоматического выключателя для надежной и безопасной работы. Технические характеристики автоматического выключателя: Рассмотрим самые востребованные время-токовые характеристики автоматических выключателей в бытовых сериях: Классификация автоматических выключателей:
Итак, время-токовая характеристика автоматических выключателей, такая характеристика дает возможность индивидуального подбора защиты к каждому прибору или линии. – Кривая «B». В автоматическом выключатели такого типа срабатывания настройка магнитного расцепителя установлена в пределах 3÷5 Iноминального значения автомата. Автоматические выключатели с характеристикой отключения B, способны защищать от тока короткого замыкания с малым значением и подойдут для установки практически во всех случаях, где на линии нет устройств с большими пусковыми токами. Защита освещения, бойлеров, нагревательных приборов, электрочайника, тостера, бытовых электрических плит и других электроприборов за исключением электроприборов где присутствуют электродвигатели, насосы. – Кривая «C». Автоматический выключатель характеристики отключения у которого тип С — настройка 5÷10 от Iноминального значения. В современных квартирах и домах, практически везде стоят автоматические выключатели с такой характеристикой. Это обусловлено тем, что автомат с такими настройками способен надежно защищать линии практически со всеми электроприборами, включая те приборы, где при старте включения появляются большие пусковые токи (приборы в конструкции которых есть электродвигатели, большое количество дросселей и пр.). Например, бытовые электроприборы с большими пусковыми токами: стиральная машина, пылесос, холодильник, блендер и т.п.
– Кривая «D». Категория автоматических выключателей с характеристикой D предназначена для защиты электрических двигателей в однофазной и трёхфазной сети. Это устройства защиты с более грубыми настройками чувствительности к токам короткого замыкания: в пределах от 10 до 20 Iноминального значения. Автоматические выключатели характеристики которых мы не упомянули в этой статье («MA», «A», «K», «Z») относятся к промышленным сериям и о них мы расскажем в отдельной статье. Напишем немного о том, зачем такая градация по типам срабатывания. В электрораспределительных щитах, при распределении с большого количества потребителей, для правильной работы системы, необходимо соблюдение селективности. Селективность автоматического выключателя — можно назвать словом «избирательность». Селективность — согласование работы установленных последовательно защитных аппаратов, таким образом, чтобы в случае перегрузки или короткого замыкания (к.з.) отключалась только та часть установки, где возникла неисправность. Маркировка автоматических выключателей – Расшифруем основные показатели бытового, модульного автоматического выключателя по маркировке. Обращаем ваше внимание на то, что у фирменных, оригинальных устройств защиты, маркировка выполнена четко и нестирающейся краской. Бывают случаи когда вам предлагают автоматический выключатель маркировка которого не четкая, цифры напечатаны расплывчатой краской или вовсе стертые, знайте это подделка! На корпусе изделия должно быть все обозначение автоматических выключателей, даже такие технические характеристики, как отключающая способность автоматического выключателя и характеристика отключения. Например, напечатанный символ «C», рядом с номиналом, указывает на то, что автоматический выключатель С типа. Каталог автоматических выключателей Интернет-магазин «Электрика-Шоп» — это специализированный магазин электрики. В каталоге наших товаров вы найдете самые популярные, надежные, проверенные временем и практикой, автоматические выключатели европейских брендов. Например, автоматические выключатели Schneider Electric, считаются одними из самых лучших средств защиты от короткого замыкания и тепловой перегрузки. В каждой карточке товара автомата защиты Шнайдер Электрик можно скачать каталог автоматических выключателей Schneider Electric. Автоматические выключатели Moeller / Eaton – еще один качественный, надежный, а главное доступный по цене бренд автоматов защиты. Производитель Moeller / Eaton предлагает несколько серий для бытового и коммерческого сектора, подробнее о продуктах можно ознакомиться перейдя по ссылке – Автоматические выключатели Moeller
Устройство автоматического выключателя Мало кому приходилось разбирать автомат и исследовать устройство автоматических выключателей. Для общей информативности, мы решили показать вам, как должно выглядеть это защитное устройство изнутри, и как на практике выглядят разобранные автоматы оригинального фирменного бренда и обычный китайский (из дешевого ценового сегмента). Предлагаем фото и схему этих автоматических выключателей в разрезе с краткими комментариями.
Клеммы подключения у фирменного автоматического выключателя это два полноценных винтовых зажима, а у китайского одна верхняя клемма для подключения провода с нормальным креплением и одна нижняя с явной халтурой, зачем делать экономию на зажимах проводов мы не знаем, но даже такой ньюанс может повлиять на продолжительность работы автомата. Не будем подробно описывать достоинства и недостатки конкретно этих автоматических выключателей, но в результате увиденного, сделаем такое описательное заключение, что при разборке двух автоматов защиты (фирменного и с категории «подешевле») механические части, такие как подвижный и неподвижный силовой контакт, крепление гибкого проводника, плавность хода ручки управления и клеммы подключения даже визуально имеют явное отличие качества. Мы не тестировали тепловой и электромагнитный расцепитель автомата китайского, дешевого образца, но не идеальное качество применяемых деталей показал даже визуальный осмотр устройства этого автоматического выключателя.

Автоматические выключатели, назначение, классификация, модульные автоматические выключатели, правильно выбрать выключатель.

Выключатели автоматические для монтажа на ровную поверхность и на DIN рейку
Автоматические выключатели классифицируются следующим образом:
  • По количеству полюсов – 1, 2, 3 или 4 полюса;
  • Токоограничивающие и не токоограничивающие;
  • По виду расцепителя – с тепловым, электромагнитным, комбинированным, полупроводниковым расцепителем.
Модульные автоматические выключатели для разных нагрузок, предназначенные для защиты электроустановок от перегрузки и коротких замыканий.
Автоматические выключатели изготавливаются:
— однополюсными,
— двухполюсными,
— трёхполюсными
— четырёхполюсными и, как правило, состоят из конструктивных узлов:
главная контактная система;
дугогасительной система;
привод;
расцепляющее устройство;
расцепитель и вспомогательные контакты.

Процесс выбора автоматического выключателя можно разбить на восемь этапов (обобщенный алгоритм).

1. Расчет тока в линии отличается для одиночного потребителя и для группы потребителей. В случае одиночного потребителя выбираем какая у нас сеть однофазная или трехфазная.
  
В случае однофазной сети рассчитываем ток по формуле:

 

Uном — напряжение 220вольт
Рном — номинальная мощность, Вт
cosφ — номинальный коэффициент мощности для обычных квартир составляет 0,96-0,98
  
В случае трехфазной сети рассчитываем ток по формуле:

 

cosφ — номинальный коэффициент мощности 0,96-0,98
η — номинальный коэффициент КПД потребителя.
  
Если в нашем случае требуется произвести расчет для группы потребителей и полной мощности S, то расчет проводится по формуле:

 

Кс — коэффициент спроса,
Р1, Р2, Рn — номинальные мощности отдельных потребителей, Вт
cosφ — номинальный коэффициент мощности 0,96-0,98, для ламп накаливания и нагревательных приборов 1,0.
  
Выбор номинального тока автомата равным Iрасч или ближайший больший из стационарного ряда 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.
Выбор сечения провода. Выбираем значение тока на который должен быть рассчитано сечения провода из расчета, чтобы допустимые токовые нагрузки для данного провода Iн
Если медный провод, то пользуемся таблицей ПУЭ 1.3.4 допустимого длительного тока для проводов в резиновой, полихлорвиниловой изоляции, если алюминиевый провод — таблица ПУЭ 1.3.5.
Согласно требованиям ПУЭ сечение провода должно быть не менее 2,5 мм² (с учетом мощной электроплиты, стиральной машины и электроприборов следует брать с запасом 4,00 мм², по крайней мере подводящие провода в квартиру).
2. Выбор время — токовой характеристики. В основном используются три разновидности с характеристиками:
   B отключение при превышении тока в 3-5 In, лампы накаливания, обогреватели, электрические духовки и плиты…
   C отключение при превышении тока в 5-10 In, стиральные машины, кондиционеры, холодильники, офисные группы, газоразрядные группы…
   D отключение при превышении тока в 10-20 In мощные компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки…
Деление условное и в каждом случае необходимо учитывать свои особенности.
3. Селективность. Выбираем автоматы чтобы соблюдалось условие, вводной автомат должен превышать номиналы всех групповых автоматов и учитывать нагрузочную способность проводов. Автоматы стоящие на одной линии ставят по убывающей.
4. Определение ПКС — предельная коммутационная способность. В зависимости от типа проводника медь ПКС не менее 6 000А или алюминий не менее 4 500А. Если рядом подстанция или новый дом, то не менее 10 000А.
5. Класс токоограничения. Имеется три класса по скорости гашения дуги.
   1 класс более 10мс
   2 класс 6-10мс
   3 класс 2,5мс и более
Предпочтение при выборе отдавайте 3 классу.
6. Количество полюсов. В зависимости однофазная или трехфазная сеть, в случае однофазной сети это однополюсные и трехполюсные автоматы, при трехфазной трех или четырех полюсные.
7. Дополнительные параметры. Напряжение питающей сети, род тока переменный или постоянный, частота сети, степень защиты IP, температурный режим работы. Стационарный или модульный, втычной, выкатной.
8. По фирме производителю. Красивее смотрятся когда автоматы взяты одной серии и одного производителя, проще выполнить необходимый ряд.Типы автоматических выключателей

и описание автоматического выключателя

Введение

По данным IBIS World, рыночная стоимость производства силовых выключателей составляет 3,4 миллиарда долларов. Понимание различных типов автоматических выключателей может быть непростым, особенно если у вас нет электрического образования. Есть много типов, от домашнего до коммерческого, о которых вы должны знать.

Автоматический выключатель — это электрический компонент, который переключается вручную или автоматически для управления энергосистемой.Во всех зданиях с электричеством должны быть автоматические выключатели. В плохой день автоматический выключатель может спасти ваши помещения и сотрудников от поражения электрическим током, электрического пожара или даже поражения электрическим током.

Автоматические выключатели обеспечивают электрическую защиту людей и оборудования от внезапных скачков напряжения, перегрузок и коротких замыканий. В этой статье представлены различные типы автоматических выключателей.

Классификация автоматических выключателей

Автоматические выключатели можно классифицировать по различным механизмам.Приведенные ниже критерии используются для классификации автоматических выключателей.

• Напряжение
• Механизм прерывания
• Место установки
• Характеристики или конструкция

Это самые популярные классы автоматических выключателей, с которыми вы когда-либо сталкивались. Чтобы лучше понять каждую классификацию, ниже приводится разбивка по типам автоматических выключателей.

Напряжение: Автоматические выключатели классифицируются в соответствии с их номинальным напряжением. Количество мощности, которое может пройти через прерыватель, может определить, какой это тип прерывателя цепи.Под напряжением автоматический выключатель можно разделить на три категории;

• Высоковольтные выключатели
• Высоковольтные выключатели
• Низковольтные выключатели

Различные типы автоматических выключателей подходят для различных применений.

Высоковольтные автоматические выключатели
Согласно Международной электротехнической комиссии, когда напряжение превышает 72000 вольт, оно считается высоким напряжением. Выключатели высокого напряжения не являются обычным явлением, которое вы видите в своем здании.В этих автоматических выключателях используются соленоиды, которые обычно приводятся в действие трансформаторами тока и реле защиты.

Высоковольтные выключатели используются в системах с очень высоким напряжением, например, в линиях электропередачи. Они очень сложны, но способны минимизировать перегрузки по току.

Для разрыва дуги в этих автоматических выключателях используются различные методы, такие как масло, воздушный поток, двуокись углерода или вакуум. Однако гексафторид серы стал более популярным из-за его безвредности для окружающей среды.

Автоматические выключатели среднего напряжения
Эти автоматические выключатели работают с меньшим напряжением, чем их высоковольтные аналоги. Обычно они используются для напряжения от 1000 до 72000 вольт. Также их можно устанавливать как для внутреннего, так и для наружного применения.

Эти автоматические выключатели помогают контролировать среднее напряжение и используют защитные реле для проверки любых опасных отклонений.

Низковольтные автоматические выключатели
То, что вы видите на рабочем месте, вероятно, является низковольтным автоматическим выключателем.Это тот же самый базовый тип автоматических выключателей, который вы можете купить в хозяйственном магазине в вашем городе.

Некоторые выключатели низкого напряжения подлежат ремонту и могут быть разобраны. В случае повреждения вы можете отремонтировать автоматический выключатель без замены.

Есть разные типы выключателей низкого напряжения; Миниатюрные автоматические выключатели (MCB) используются для работы с током ниже 100 ампер. Они являются фаворитом для приложений, которые не имеют высоких токов.Если ваше приложение имеет ток, превышающий 100 ампер, автоматический выключатель в литом корпусе (MCCB) может быть идеальным.

Существует два типа автоматических выключателей, обычно называемых автоматическими выключателями, UL 489 и UL 1077.

Автоматические выключатели UL 489
Автоматические выключатели UL 489 «предназначены для установки в корпусе автоматического выключателя или как части других устройств, например в качестве служебного входного оборудования и щитов ». Они регулярно требуются при проектировании панелей в соответствии с Национальным электрическим кодексом.

Дополнительные устройства защиты UL 1077
UL 1077 определяет дополнительные устройства защиты как устройства, предназначенные для использования в качестве защиты от перегрузки по току, перенапряжения или пониженного напряжения в приборе или другом электрическом оборудовании, где защита от перенапряжения в параллельной цепи уже предусмотрена или не требуется .

Важное примечание. Хотя термин «автоматический выключатель» используется для обозначения устройств UL 489 и UL 1077, устройства UL 1077 не считаются автоматическими выключателями UL.Они определены как дополнительные средства защиты.

Автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB) могут выдерживать ток до 2500 ампер. Они идеально подходят для мощных коммерческих и жилых целей.

Механизм прерывания: Механизм прерывания — это то, как автоматические выключатели прерывают ток. Различные автоматические выключатели работают иначе, чем другие. Существует четыре типа механизмов прерывания:

• Воздушные выключатели
• Масляные выключатели
• Выключатели из гексафторида серы
• Вакуумные выключатели

Каждый метод имеет разные преимущества при прерывании дуги.

Воздушные автоматические выключатели
В этом автоматическом выключателе воздух является основным изолирующим и отключающим механизмом. Это воздушные или воздушные магнитные выключатели. При прерывании тока воздух инициируется статическим воздухом, в котором движется дуга.

Магнитные прерыватели прерывают дугу, используя магнитное поле в качестве среды прерывания.

В автоматических выключателях с воздушным дутьем используется дутьевой воздух. Эта струя продувает дугу сжатым воздухом, хранящимся в соплах.Этот воздух выпускается через вентиляционные отверстия, создавая высокоскоростную струю, гасящую дугу.

Масляные автоматические выключатели
Минеральное масло чаще всего используется для прерывания дуги в автоматических выключателях этого типа. Масло предпочтительнее воздуха из-за его изоляционных свойств. И неподвижные, и подвижные контакты погружены в масло.

Во время размыкания цепи дуга зажигается в точке разъединения. Дуга в масле разлагается и испаряется в виде газообразного водорода, который в конечном итоге создает водородный пузырь.Сжатый газообразный водород предотвращает повторное зажигание дуги, когда ток достигает нуля.

Масляные выключатели — самые старые известные выключатели. Существует два типа масляных выключателей, а именно масляные выключатели с минимальным содержанием масла
и масляные автоматические выключатели для резервуаров.

Минимальные масляные выключатели используют масло во время прерывания. В этом автоматическом выключателе используется минимальное количество масла
, поскольку между токоведущими контактами и заземленными частями имеется изолирующая среда.Изоляционный материал доступен в камере прерывания и требует минимального количества масла.

В масляном автоматическом выключателе масло используется как изолирующая, так и гасящая среда. Когда токоведущие контакты разъединены, между контактами возникает дуга. Эта дуга образует вокруг себя быстрый газовый пузырь, тем самым отодвигая контакты.

Масляные автоматические выключатели

можно классифицировать в соответствии с их конструктивным исполнением. В этой категории есть два типа автоматических выключателей:

• Автоматические выключатели с баком под напряжением
• Выключатели с мертвым баком

Эти два типа выключателей имеют разную конструкцию.

Автоматические выключатели с мертвым баком являются наиболее предпочтительными в США. Этот автоматический выключатель имеет закрытый резервуар на земле. Резервуар содержит изолирующую среду и среду прерывания.

У действующего дробилки танка танк находится над землей. В этом резервуаре находится изоляционная среда между ними.
Модель мертвого резервуара обеспечивает более высокую сейсмическую стойкость, поскольку находится у земли.

В автоматических выключателях под напряжением корпус, в котором находятся контакты, находится под напряжением, т.е.е. «жить». Кожухи контактов выключателя с мертвым баком не находятся под напряжением и подключены к сети заземления. Живые танковые отбойные молотки дешевле, чем мертвые танковые отбойные молотки, и требуют меньше места.

Автоматические выключатели с гексафторидом серы
В этом автоматическом выключателе для гашения дуги используется газ гексафторид серы (SF6). Этот газ обладает прекрасными огнегасящими свойствами. Многие производители предпочитают газообразный гексафторид серы маслу и воздуху.

Гексафторид серы обладает высокой электроотрицательностью, идеально подходит для изоляции.Его изоляционные свойства примерно вдвое выше, чем у воздуха. Он используется как в электрических системах среднего, так и высокого напряжения.

Газ SF6 имеет отличные изоляционные, дугогасящие и многие другие свойства, которые являются величайшими преимуществами автоматических выключателей SF6.

Вакуумные выключатели
Для гашения дуги в этом выключателе используется вакуумная среда. Вакуум имеет характер восстановления диэлектрика, что обеспечивает отличное прерывание, особенно при высокочастотном токе.В этом механизме прерывания используются электроды, которые остаются закрытыми во время нормальной работы.

Когда в системе обнаруживается неисправность, срабатывает расцепитель, тем самым размыкая контакт. Когда электроды открываются, из-за ионизации контактов возникает дуга. Затем дуга быстро гаснет, потому что электроны и ионы конденсируются на поверхности электронов. Это приводит к восстановлению диэлектрической прочности.

Место установки: Автоматические выключатели используются в различных установках.В зависимости от требований их можно устанавливать в помещении или на улице.

Автоматические выключатели для внутренней установки предназначены для установки в защищенных шкафах. Эти выключатели следует устанавливать в зданиях для защиты от погодных условий. Металлические корпуса распределительных устройств управляют внутренними автоматическими выключателями при среднем напряжении.

С другой стороны, выключатели наружной установки не требуют защиты или кровли. У них более прочная конструкция корпуса по сравнению с их внутренними аналогами.Они не подвержены износу и используются в более сложных энергосистемах.

Разница между этими двумя моделями только в том, что уличные — закрытые. Механизм прерывания цепи одинаков для обоих типов.

Определение правильного автоматического выключателя

В какой-то момент на вашем рабочем месте вам может потребоваться купить или заменить автоматический выключатель. Это руководство по выбору лучшего автоматического выключателя для вашего приложения.

1. Номинальное напряжение: При выборе типа автоматического выключателя учитывайте общее номинальное напряжение электрической системы.Этот рейтинг рассчитывается по максимальному напряжению, которое может быть приложено ко всем конечным портам. Кроме того, при расчете напряжения применяется интеграция распределения напряжения и автоматического выключателя. Автоматический выключатель должен иметь достаточную допустимую нагрузку для удовлетворения требований конечного применения.
2. Номинальный ток: Рабочий ток или сила тока являются фактором, который следует учитывать при выборе автоматического выключателя. Автоматический выключатель должен работать при 100% требуемой нагрузки. Однако рекомендуется выбирать автоматический выключатель примерно на 120% от требуемой нагрузки.Более высокая сила тока помогает нейтрализовать эффект тепловыделения в энергосистеме. Номинальная сила тока — это постоянный ток, протекающий при температуре окружающей среды. Автоматические выключатели должны быть откалиброваны на стандартную температуру 104 ° F. (Вся информация о нагрузочном цикле получена из Национального электротехнического кодекса.)
3. Кривая отключения: Чтобы выбрать автоматический выключатель, вам необходимо определить, какая кривая отключения является правильной для вашего приложения.

Что такое кривая отключения?
Проще говоря, кривая отключения, также известная как временная кривая тока, представляет собой графическое представление ожидаемого поведения устройства защиты цепи.

Кривые отключения отображают время отключения устройств максимального тока на основе заданного уровня тока. Они предоставляются производителями устройств защиты цепей, чтобы помочь пользователям выбрать устройства, которые обеспечивают надлежащую защиту и производительность оборудования, избегая при этом ложных срабатываний.

1. Максимальная отключающая способность: Максимальное количество прерываний, которое текущий выключатель может отключить, — это номинальное значение прерывания. Крайне важно определить максимальную отключающую способность энергосистемы.При покупке автоматического выключателя отключающая способность
   должна быть равна или больше или равна току повреждения.

Отключающая способность меньше величины тока короткого замыкания может повредить автоматический выключатель. Это правило должно всегда применяться при покупке любого автоматического выключателя.

1. Условия эксплуатации автоматического выключателя: При выборе автоматического выключателя важно помнить о месте его использования. Некоторые условия работы очень жестоки для автоматических выключателей.При выборе автоматического выключателя учитывайте следующие условия.

Температура окружающей среды
Температура окружающей среды выше 104 ° F требует калибровки. Высокая температура окружающей среды может повлиять на работу автоматического выключателя. Поскольку температура большинства шкафов составляет около 104 ° F, это стандартная калибровка почти для всех внутренних автоматических выключателей.

Если температура ниже или выше 104 ° F, может потребоваться калибровка в сторону увеличения или уменьшения.

Высота
Разные автоматические выключатели подходят для разной высоты.Например, на больших высотах выше 6000 футов воздух тоньше и не отводит тепло от токопроводящих компонентов. Это означает, что автоматический выключатель должен быть откалиброван по напряжению, допустимой нагрузке и отключающей способности.

Разбавитель воздуха предотвращает накопление диэлектрического заряда, способного выдерживать уровни напряжения. Кроме того, высота может снизить стоимость оборудования для выработки электроэнергии. Перед покупкой автоматических выключателей для высоких положений проконсультируйтесь со специалистом по производству электроэнергии.

Влага и коррозия
Для влажных условий рекомендуется специальная обработка влаги для выключателей.Обработка автоматических выключателей помогает противостоять грибку и плесени, которые, как известно, разрушают системы. В помещениях с повышенной влажностью в вольерах часто используются обогреватели.

Коррозия влияет на компоненты автоматических выключателей и, таким образом, приводит к неисправным системам. Если они должны использоваться в коррозионных зонах, следует использовать специально изготовленные, устойчивые к коррозии.

Высокая вероятность поражения электрическим током
На некоторых рабочих местах высока вероятность поражения электрическим током.В этом случае следует установить противоударные устройства, чтобы предотвратить возможные сбои.

Противоударные устройства состоят из инерционных противовесов над полюсами, удерживающими тяговую штангу. Однако вес
не должен нарушать работу тепловых или магнитных расцепителей.

1. Техническое обслуживание: Требования к техническому обслуживанию автоматического выключателя также следует учитывать при выборе подходящего автоматического выключателя. Вы должны рассмотреть автоматические выключатели, которые требуют минимального обслуживания.Если вам необходимо выполнить какое-либо техническое обслуживание автоматических выключателей, это должно быть легко с минимальными затратами. Литые автоматические выключатели надежны, поскольку закрытый блок имеет минимальное воздействие пыли, плесени, влаги и грязи. Закрытые модели требуют минимального обслуживания, чем открытые модели. Некоторые автоматические выключатели требуют постоянной очистки, чтобы уменьшить перегрев и повреждение, поэтому выключатели должны свободно размыкаться для обслуживания.

Итог

Работа автоматических выключателей не только сложная, но и деликатная.Небольшой несчастный случай может иметь далеко идущие последствия. Автоматический выключатель, который вы используете в своих приложениях, должен быть высоконадежным (ограниченное количество ложных срабатываний) и точным.

Каждый раз при установке автоматических выключателей необходимо привлекать сертифицированных электриков. Никогда не пытайтесь управлять автоматическим выключателем самостоятельно. Всегда обеспечивайте безопасную работу всех энергосистем вашего бизнеса.

Изучите различные типы автоматических выключателей перед покупкой. Отличный автоматический выключатель убережет вас от потери имущества или даже жизни.

Обязательно ознакомьтесь с нашей продукцией, чтобы удовлетворить все ваши потребности в электрическом управлении.

Отказ от ответственности:
Содержимое, представленное в этом техническом документе, предназначено исключительно для общих информационных целей и предоставляется при том понимании, что авторы и издатели не участвуют в предоставлении технических или других профессиональных консультаций или услуг. Инженерная практика определяется обстоятельствами конкретного объекта, уникальными для каждого проекта. Следовательно, любое использование этой информации должно осуществляться только после консультации с квалифицированным и лицензированным специалистом, который может принять во внимание все соответствующие факторы и желаемые результаты.Информация в этом техническом документе была размещена с разумной тщательностью и вниманием. Однако возможно, что некоторая информация в этих официальных документах является неполной, неверной или неприменимой к определенным обстоятельствам или условиям. Мы не несем ответственности за прямые или косвенные убытки, возникшие в результате использования информации, содержащейся в этом техническом документе, или действий на ее основе.

Что такое автоматические выключатели? Различные типы автоматических выключателей

В этом руководстве мы узнаем об одном из очень важных и чрезвычайно полезных электрических устройств: автоматических выключателях.Мы постараемся понять, что такое автоматический выключатель, каково использование / важность / функция автоматических выключателей в энергосистемах, каковы различные типы автоматических выключателей, а также их применение.

Введение

Автоматические выключатели

— уникальные устройства в том смысле, что они являются механическими устройствами, подключенными к электрической системе. С тех пор, как были использованы первые электрические системы, всегда существовала потребность в механизме или устройстве, которое могло бы инициировать и прерывать прохождение электрического тока.

В энергосистеме часто необходимо включать или выключать различные электрические устройства и цепи, такие как генерирующие установки, линии передачи, распределительные системы и т. Д. Либо в нормальных рабочих условиях, либо в нештатных ситуациях. Первоначально эту задачу выполняют выключатель и предохранитель, включенные последовательно с электрической цепью.

Основным недостатком такой установки является то, что при перегорании предохранителя часто требуется много времени для его замены и восстановления подачи питания.Другой и главный недостаток состоит в том, что предохранитель не может отключать большие токи короткого замыкания.

Эти ограничения ограничивали использование комбинации переключателя и предохранителя цепями малого напряжения и малой емкости. Но в случае системы высокого напряжения и большого тока желателен более надежный способ, чем использование переключателя и предохранителя.

Это достигается с помощью автоматических выключателей.

Что такое автоматические выключатели?

Автоматические выключатели

— это механические переключающие устройства, которые могут включать, переносить или размыкать цепь вручную или автоматически в нормальных и ненормальных условиях цепи.В нормальных условиях автоматический выключатель может включать, переносить или отключать токи, а в ненормальных условиях он может включать или поддерживать в течение определенного времени и отключать токи.

Характеристики автоматического выключателя следующие:

• Он может замыкать или размыкать цепь при нормальных рабочих условиях вручную или с помощью пульта дистанционного управления.
• В ненормальных или неисправных условиях он может автоматически разорвать цепь.
• Он может включать цепь в аварийных условиях вручную или с помощью пульта дистанционного управления.

Эти характеристики автоматического выключателя делают его очень полезным устройством для переключения и защиты в энергосистеме.

Принцип работы автоматических выключателей

Основная функция автоматического выключателя состоит в том, чтобы многократно включать и выключать электрические цепи во время нормальных или ненормальных рабочих условий. Принцип работы автоматического выключателя очень прост.

Стандартный автоматический выключатель состоит из неподвижного и подвижного контактов, называемых электродами.Эти контакты замкнуты при нормальных условиях работы цепи.

Если система выходит из строя, контакты размыкаются автоматически, или, в качестве альтернативы, эти контакты также могут быть размыты вручную в любое время (например, во время обслуживания).

В условиях неисправности системы простой механизм оттянет движущиеся контакты в результате срабатывания катушки отключения и, по существу, размыкания цепи.

Важным явлением, которое происходит при размыкании контактов, является явление дуги.Если в какой-либо части системы обнаруживается неисправность, контакты выключателя разъединяются, и во время этого процесса между ними зажигается дуга. Пока дуга не разрядится, ток в цепи продолжает течь.

Дуга не только задерживает прерывание цепи, но и выделяет значительное количество тепла, которое потенциально может повредить автоматический выключатель или всю систему. Следовательно, одна из основных задач автоматических выключателей — как можно быстрее погасить дугу.

Явление дуги в автоматических выключателях

При возникновении неисправностей, таких как, например, короткое замыкание, через контакты автоматического выключателя проходит значительный ток, прежде чем сработает защитный механизм и размыкнет контакты.

Момент, когда контакты начинают размыкаться, площадь контакта внезапно уменьшается, а плотность тока увеличивается из-за большого тока короткого замыкания. Это приводит к повышению температуры, и выделяемого тепла достаточно для ионизации среды (воздуха или масла).Ионизированная среда действует как проводник, и между контактами зажигается дуга.

Эта дуга обеспечивает путь с низким сопротивлением между контактами (даже если они разомкнуты), и большой ток короткого замыкания продолжает течь, пока существует дуга, и нарушает назначение автоматического выключателя.

Причины появления Arc

Прежде чем разбираться в методах гашения дуги, давайте попробуем проанализировать факторы, ответственные за поддержание дуги между контактами выключателя.

Причины могут быть ограничены двумя следующими:

• Разница потенциалов между контактами
• Ионизированные частицы между контактами

Разность потенциалов между контактами достаточна для возникновения дуги, поскольку расстояние между контактами меньше. Кроме того, ионизированная среда, то есть ионизированный воздух или масло, имеет тенденцию поддерживать дугу.

Различные методы гашения дуги

По сути, есть два способа погасить дугу между контактами автоматического выключателя.Их:

• Метод высокого сопротивления
• Метод низкого сопротивления

Метод высокого сопротивления

В методе высокого сопротивления сопротивление дуги увеличивается, так что ток становится незначительным для поддержания дуги. Существует несколько способов реализации метода высокого сопротивления.

Некоторые способы увеличения сопротивления дуги:

• Увеличение длины дуги
• Охлаждение дуги
• Уменьшение площади сечения дуги
• Разделение дуги

Этот метод обычно применяется в автоматических выключателях постоянного тока и цепях переменного тока малой мощности, поскольку он выделяет огромное количество тепла во время гашения дуги.

Метод низкого сопротивления

В методе низкого сопротивления, как следует из названия, сопротивление дуги поддерживается на низком уровне до тех пор, пока ток не станет равным нулю и дуга не погаснет естественным образом. Следовательно, этот метод также известен как метод текущего нуля.

Метод низкого сопротивления часто применяется в силовых выключателях переменного тока большой мощности, поскольку этот метод предотвращает повторное зажигание дуги даже при повышении напряжения на контактах.

Еще одним важным фактором, который следует учитывать, является ионизация среды и тенденция ионизированных частиц поддерживать дугу.Если среда между контактами деионизируется как можно быстрее, возможность повторного зажигания может быть значительно снижена.

Деионизация среды может быть достигнута следующими способами:

• Увеличение зазора между контактами
• Повышение давления
• Охлаждение дуги
• Эффект газовой струи

Классификация автоматических выключателей

Существует несколько способов классификации различных автоматических выключателей.Некоторые из общих критериев, используемых для классификации автоматических выключателей:

• Предусмотренные приложения напряжения
• Место установки
• Расчетные характеристики
• Метод и среда, используемые для прерывания тока (гашение дуги)

Несмотря на то, что существует несколько способов классификации автоматических выключателей, классификация, основанная на среде и способе прерывания тока, также является наиболее общей и важной в отрасли.А пока мы кратко рассмотрим все эти классификации, а в следующих разделах мы обсудим основную классификацию (то есть основанную на методе погасания дуги) более подробно.

на основе класса напряжения

Первая логическая классификация автоматических выключателей основана на рабочем напряжении, предназначенном для используемых автоматических выключателей. В зависимости от уровня напряжения существует два типа автоматических выключателей. Их:

• Выключатели низковольтные, предназначенные для использования при напряжении до 1000В.
• Высоковольтные автоматические выключатели, которые предназначены для использования при напряжении выше 1000 В.

Опять же, высоковольтные выключатели делятся на 123 кВ или выше и 72,5 кВ или ниже.

в зависимости от типа установки

Автоматические выключатели

также классифицируются в зависимости от места установки, то есть наружной или внутренней установки. Эти автоматические выключатели обычно представляют собой высоковольтные выключатели. Внутренние автоматические выключатели предназначены для использования внутри зданий или со специальными стойкими к атмосферным воздействиям кожухами, как правило, с металлическими кожухами распределительного устройства.

Фактически, основное различие между внутренними и внешними автоматическими выключателями заключается в конструкциях корпусов и корпусов, в то время как внутренняя структура, такая как токоведущие части, механизм прерывания и принцип действия, практически идентичны.

в зависимости от типа внешней конструкции

Классификация автоматических выключателей также выполняется на основе физической конструкции, и обычно это делается двумя способами. Их:

• Автоматические выключатели с мертвым баком
• Автоматические выключатели с резервуаром под напряжением

В автоматических выключателях типа «мертвый бак» коммутирующее устройство размещается в емкости с потенциалом земли и окружено прерывателями и изолирующей средой.С другой стороны, в автоматическом выключателе резервуарного типа под напряжением емкость, содержащая прерыватели и изолирующую среду, находится под более высоким потенциалом, чем земля.

Автоматические выключатели с мертвым баком

более распространены в США, в то время как автоматические выключатели с живым резервуаром часто используются в Европе и Азии.

в зависимости от типа среды прерывания

Самая важная и важная классификация автоматических выключателей основана на отключающей среде и методе гашения дуги. Фактически, среда прерывания тока и метод гашения дуги стали основными факторами при проектировании автоматических выключателей, а также определяли общие параметры конструкции.

Первоначально масло и воздух служили прерывающей средой и продолжают использоваться даже спустя почти столетие с момента их первого внедрения.

Существуют две новые технологии, одна с использованием вакуума, а другая с использованием газа серогексафторида (SF ₆ ) в качестве прерывающей среды. Эти два доминируют в современной отрасли автоматических выключателей, но масляные и воздушные выключатели также все еще используются.

Автоматические выключатели различных типов

Поскольку общий и наиболее распространенный способ классификации автоматических выключателей основан на среде, используемой для гашения дуги, мы увидим различные типы автоматических выключателей, основанные на одном и том же.

Обычно в качестве среды для гашения дуги используют воздух, масло, серогексафторидный газ или вакуум. Следовательно, различные типы автоматических выключателей на основе этих средств:

• Воздушные магнитные автоматические выключатели
• Воздушные автоматические выключатели
• Масляные автоматические выключатели
• Гексафторид серы (SF ₆ ) Автоматические выключатели
• Вакуумные силовые выключатели

Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, и мы подробно рассмотрим все эти типы автоматических выключателей.

Воздушные магнитные автоматические выключатели

Первый автоматический выключатель — это воздушный магнитный автоматический выключатель. Его также называют автоматическим выключателем с дугогасительным желобом. Обычно он состоит из нескольких пластин между контактами и состоит из металлических или изолированных материалов.

Когда зажигается дуга, она соприкасается с рядом металлических пластин. В результате основная дуга делится на несколько меньших дуг, которые проходят через пластины, и падение напряжения обычно составляет от 30 до 40 вольт.В автоматических выключателях этого типа пластины обычно металлические.

Другой тип автоматического выключателя с дугогасительной камерой основан на помощи магнитного предохранителя. В этом типе обычно используются изолированные дуговые пластины, которые изготавливаются из керамики.

В этом типе дуга сначала проходит между изоляционными пластинами, чтобы удлинить дугу. Затем дуга охлаждается за счет диффузии. Когда автоматический выключатель начинает размыкаться и зажигается дуга, расстояние между контактами увеличивается. Катушка, которая не является частью основной проводящей цепи, контактирует с током.

Магнитное поле, создаваемое этой катушкой, будет оказывать давление на дугу, и в результате дуга имеет тенденцию проникать глубже в желоб.

Воздушные автоматические выключатели

Вторые «воздушные» выключатели — это воздушные выключатели. В этом типе воздушная струя высокого давления используется в качестве средства гашения дуги. В случае неисправности воздушный поток, управляемый воздушным клапаном, размыкает контакты, а также охлаждает дугу.

Дуга и продукты дуги уносятся в атмосферу, что быстро увеличивает диэлектрическую прочность среды.В результате предотвращается повторное зажигание дуги. Следовательно, дуга гаснет, и ток полностью прерывается.

Существует три типа автоматических выключателей воздушной струи в зависимости от направления воздушной струи по отношению к дуге. Их:

• Тип осевой струи
• Тип перекрестной струи
• Радиальный взрыватель типа

В автоматических выключателях осевого типа воздушный поток течет в том же направлении, что и дуга. Воздушный поток под высоким давлением отталкивает движущийся контакт, размыкая цепь, а также толкает дугу вместе с ней.

Воздушная волна в автоматических выключателях поперечного типа перпендикулярна пути дуги, а в радиальных автоматических выключателях направлена ​​радиально.

Преимущества

• Риск возгорания исключен.
• Продукты дугового разряда полностью удаляются воздушной струей.
• Значительно более быстрое увеличение диэлектрической прочности. Следовательно, контактный зазор может быть меньше, что приводит к уменьшению размера устройства.
• Время горения дуги очень мало, и энергия дуги также мала.Подходит для частых операций.
• Воздушный удар не зависит от тока прерывания.

Недостатки

• Низкие дугогасящие свойства воздуха.
• Чувствителен к изменениям ограничивающего напряжения.
• Воздушный компрессор требует технического обслуживания.

Масляные автоматические выключатели

В масляных автоматических выключателях в качестве средства гашения дуги используется изоляционное масло. Поскольку контакты размыкаются в масле, при зажигании дуги окружающее масло испаряется в виде газообразного водорода.

Пузырь газообразного водорода окружает область дуги. Газообразный водород, благодаря своей высокой теплопроводности, охлаждает дугу, а также деионизирует среду. Кроме того, газ вызывает турбулентность в окружающем масле, и все продукты дуги отталкиваются от дуги.

Есть два типа масляных выключателей. Их:

• Масляные автоматические выключатели
• Автоматические выключатели низкого уровня масла

Как следует из названия, в масляных выключателях используется значительно большое количество масла.Далее масляные автоматические выключатели снова делятся на два типа.

• Масляные автоматические выключатели открытого типа
• Автоматические выключатели с системой управления дугой

В масляных автоматических выключателях открытого типа контакты разделены в масляном баке, а система управления дугой предназначена для увеличения разделения контактов. При достижении критического зазора между контактами происходит гашение дуги.

Отсутствие контроля над дугой в масляных автоматических выключателях с прямым разрывом преодолевается в масляных автоматических выключателях с контролем дуги.Управление дугой осуществляется двумя способами, известными как:

• Масляные автоматические выключатели с самовозрывом
• Масляные автоматические выключатели с принудительным дутьем

В самовзрывных выключателях используется изолирующая жесткая напорная камера с контактами, и газы, выделяющиеся во время дуги, ограничиваются этой камерой или баком. Высокое давление, создаваемое в маленькой камере, заставит масло в виде газа пройти через дугу и впоследствии погасит ее.

В масляных автоматических выключателях с самовзрыванием есть три типа или конструкции напорных бачков.Их:

• Обычный горшок для взрыва
• Подрывник с перекрестной струей
• Самокомпенсирующийся взрывной бак

В масляных автоматических выключателях с принудительным дутьем поршневой цилиндр используется для создания необходимого давления масла, в отличие от масляных автоматических выключателей с самовоздухом, где давление создается самой дугой.

Во всех упомянутых выше выключателях наливного масла масло выполняет две функции. Один предназначен для гашения дуги, а другой — для изоляции токоведущей цепи от земли.Только небольшой процент (10% или меньше) фактически используется для гашения дуги, а большая часть масла используется для изоляционных целей.

В автоматических выключателях с низким содержанием масла масло используется для гашения дуги, а твердые материалы, такие как фарфор и бумага, используются для изоляции.

Преимущества

• Масло обладает отличными охлаждающими свойствами, а энергия дуги превращает масло в газ.
• Действует как изолятор между проводами под напряжением и землей.

Недостатки

• Масло легковоспламеняющееся и пожароопасное.
• Продукты дуги не могут выйти и остаться в масле.

Гексафторид серы (SF

₆ ) Автоматические выключатели

В выключателях с гексафторидом серы в качестве средства гашения дуги используется гексафторид серы с химической формулой SF ₆ .

Газообразный гексафторид серы является электроотрицательным по своей природе, т. Е. Притягивает свободные электроны. Когда контакты цепи разомкнуты, газообразный гексафторид серы под высоким давлением проходит через камеру во время зажигания дуги.

Свободные электроны, образующиеся во время горения дуги, быстро поглощаются газом SF ₆ , что приводит к образованию неподвижных отрицательных ионов. По мере того как дуга теряет проводящие электроны, изолирующая сила окружающей среды быстро увеличивается, и дуга полностью гаснет.

На следующем изображении показана упрощенная конструкция автоматического выключателя SF ₆ . Как неподвижные, так и подвижные контакты помещаются в дугогасительную камеру, которая содержит газообразный гексафторид серы. Когда контакты размыкаются, газ SF ₆ под высоким давлением из резервуара будет проходить через входное отверстие камеры.

Преимущества

• Превосходное свойство гашения дуги.
• Может прерывать большие токи, поскольку электрическая прочность газа SF ₆ почти в 3 раза больше, чем у воздуха.
• Бесшумная работа и отсутствие выбросов в атмосферу.
• Работа без влаги, так как заполненная газом камера сохраняет внутреннюю сухость.
• Очень низкие эксплуатационные расходы и минимум оборудования.
• Подходит для опасных и агрессивных условий, таких как угольные шахты, поскольку выключатели закрыты и герметизированы.

Недостатки

• Гексафторид серы очень дорогостоящий.
• SF ₆ необходимо восстанавливать после каждой операции.
• Этот газообразный гексафторид серы под высоким давлением поглощает все проводящие свободные электроны и в результате вызывает гашение дуги.

Вакуумные силовые выключатели

В вакуумных выключателях или VCB в качестве средства гашения дуги используется вакуум. Он предлагает превосходные свойства гашения дуги по сравнению с другими средами, так как обладает самой высокой изоляционной прочностью.

При размыкании контактов выключателя в вакууме образуется дуга из-за ионизации паров металла контактов. Но дуга быстро гаснет, так как пары быстро конденсируются.

Типичный вакуумный выключатель показан на следующем рисунке. Он состоит из подвижного и неподвижного контактов, а также дугового экрана, установленного в вакуумной камере. Внешний изолирующий корпус обычно изготавливается из стекла или керамики.

Преимущества

• Нет опасности возгорания.
• Компактный, очень надежный и долговечный.
• Во время или после работы газ не выделяется.
• Нет или очень мало обслуживания.
• VCB может прервать любой ток повреждения.
• Выдерживает удары молнии.
• Высвобождается низкая энергия дуги.

Классификация автоматических выключателей | Устройства

Существует несколько методов классификации автоматических выключателей. По типу тока они могут быть классифицированы как автоматические выключатели переменного тока и автоматические выключатели постоянного тока.

Автоматические выключатели

переменного тока можно классифицировать по номинальному напряжению. Автоматические выключатели ниже номинального напряжения 1000 В известны как выключатели низкого напряжения, а выключатели выше 1000 В называются выключателями высокого напряжения. Однако наиболее общий способ классификации автоматических выключателей основан на среде гашения дуги, такой как автоматические выключатели / миниатюрные автоматические выключатели, масляные выключатели (резервуарного типа или масляные выключатели), минимальные масляные выключатели, воздушные выключатели. -дувочные выключатели, выключатели с гексафторидом серы и вакуумные выключатели.Все высоковольтные выключатели можно разделить на две основные категории, а именно масляные выключатели и безмасляные выключатели.

В масляных выключателях

используется диэлектрическое масло (трансформаторное масло) для гашения дуги. Масляные автоматические выключатели могут быть далее подразделены на два класса, а именно, масляные автоматические выключатели и автоматические выключатели с низким содержанием масла или автоматические выключатели с минимальным содержанием масла.

В масляных автоматических выключателях трансформаторное масло, которым они залиты, используется для гашения дуги при размыкании контактов выключателя.Масло также изолирует токопроводящие части друг от друга и от заземленного резервуара. Номинальные характеристики варьируются от 25 МВА при 2,5 кВ до 5000 МВА при 230 кВ.

Доступны различные типы устройств для работы как внутри помещений, так и на открытом воздухе при различных уровнях напряжения. В автоматических выключателях с низким или минимальным содержанием масла масло используется для гашения дуги путем взрыва и используется в основном для этой функции, а не для изоляции токоведущих частей от земли. В таких выключателях заполненная маслом камера, изолирующая дугу, расположена внутри полости фарфорового изолятора, который изолирует токоведущие части выключателя от земли.

Эти автоматические выключатели могут использоваться в диапазоне напряжений от 33 кВ до 220 кВ и отключающей способности от 1500 до 7500 МВА. Другой тип масляного выключателя — масляный импульсный выключатель. В этом выключателе струя масла для гашения дуги создается поршневым насосом, который приводится в действие извне с помощью пружины или сжатого воздуха.

Струя масла направляется в зазор, образовавшийся между разделяющими контактами прерывателя, для гашения дуги. Масляно-импульсный выключатель имеет многие характеристики и характеристики, аналогичные характеристикам автоматических выключателей с воздушным ударом.

Основные типы безмасляных выключателей:

1. Водные выключатели, в которых вода используется для гашения дуги.

2. Воздушные выключатели, в которых дуга зажигается и гаснет в практически неподвижном воздухе, в котором дуга движется. Такие выключатели используются при низком напряжении, обычно до 15 кВ, и отключающей способности до 500 МВА.

3. Воздушные автоматические выключатели, в которых дуга гаснет струей воздуха.В современных автоматических выключателях сжатый воздух хранится в резервуаре и выпускается через сопло для создания высокоскоростной струи, которая используется для гашения дуги. Воздушные автоматические выключатели используются для внутренних работ в области среднего высокого напряжения и средней отключающей способности — обычно до напряжения 15 кВ и мощности до 2500 МВА. В настоящее время воздушные выключатели применяются в высоковольтных цепях ОРУ на линиях 220 кВ.

4. Автоматические выключатели на основе гексафторида серы, в которых SF ₆ под давлением используется для гашения дуги.Газ SF ₆ обладает превосходными диэлектрическими, гашением дуги, химическими и другими физическими свойствами и доказал свое превосходство над другими средствами гашения дуги, такими как масло или воздух.

5. Вакуумные выключатели, в которых неподвижные и подвижные контакты размещены внутри герметичного вакуумного выключателя. Дуга гаснет, поскольку контакты разъединяются в высоком вакууме. Вакуумные выключатели более эффективны, менее громоздки, дешевле по стоимости, незначительны в обслуживании и имеют более длительный срок службы.

1. Масляные автоматические выключатели :

Это самый старый тип автоматических выключателей. Разделительные контакты выключателей разделены внутри изоляционного масла, которое имеет лучшие изоляционные свойства, чем воздух. При возникновении неисправности, когда контакты выключателя размыкаются под маслом, между ними возникает дуга, и тепло дуги испаряет окружающее масло и диссоциирует его на значительный объем газообразного водорода (газообразный водород вместе с небольшим процентным содержанием метана, этилена. и ацетилен) при высоком давлении.

Создаваемое давление и поток газов зависят от конструкции устройства управления дугой, скорости перемещения контакта, энергии, выделяемой дугой и т. Д. Масло отталкивается от дуги, и расширяющийся пузырь газообразного водорода окружает область дуги и прилегающая часть контактов.

Гашению дуги в основном способствуют два процесса:

Во-первых, газообразный водород обладает высокой теплопроводностью и охлаждает дугу.

Во-вторых, газ создает турбулентность в масле и выталкивает его в пространство между контактами после окончательного прерывания дуги при нулевом токе, и, таким образом, исключаются продукты дуги на пути дуги.В результате дуга гаснет и ток в цепи прерывается.

Масляные автоматические выключатели обладают такими достоинствами, как надежность, простота и относительная дешевизна.

Масляные выключатели можно разделить на:

1. Масляные автоматические выключатели, использующие большое количество масла, также называемые типом мертвого резервуара, потому что резервуар удерживается под потенциалом земли. Такие выключатели доступны во всех классификациях напряжения и отключающей способности для внутреннего и наружного применения.

2. Автоматические выключатели с низким содержанием масла, которые работают с минимальным количеством масла, поэтому их иногда называют автоматическими выключателями с минимальным содержанием масла или автоматическими выключателями с низким содержанием масла. Эти автоматические выключатели также иногда называют автоматическими выключателями резервуаров под напряжением, потому что масляный резервуар изолирован от земли.

Масло может быть перемещено в зону дуги после того, как ток достигнет нуля, с помощью следующих действий:

(i) Давлением, вызванным естественным напором масла,

(ii) За счет давления, создаваемого действием самой дуги,

(iii) Давлением, вызванным внешними причинами.

Таким образом, масляные выключатели можно классифицировать как:

(i) Масляные автоматические выключатели открытого типа.

(ii) Автоматические выключатели или автоматические масляные выключатели

(iii) Масляные автоматические выключатели, работающие под давлением извне, или масляные автоматические выключатели с принудительным дутьем, или импульсные масляные выключатели.

Масло как средство гашения дуги имеет следующие преимущества и недостатки:

Преимущества:

(i) Энергия дуги поглощается при разложении масла.

(ii) Образующийся газ, который представляет собой в основном водород, имеет высокую скорость диффузии и высокое поглощение тепла при переходе от двухатомного состояния к монотомному и, таким образом, обеспечивает хорошие охлаждающие свойства.

(iii) Масло имеет высокую диэлектрическую прочность и обеспечивает изоляцию между контактами после того, как дуга окончательно погасла и масло успело затечь в зазор между контактами.

(iv) Охлаждающее масло представляет собой охлаждающую поверхность в непосредственной близости от дуги.

(v) Используемое масло (например, трансформаторное масло) является очень хорошим изолятором и обеспечивает меньший зазор между линейными проводниками и компонентами заземления.

Недостатки:

(i) Масло легко воспламеняется и может вызвать пожар, если неисправный масляный выключатель выйдет из строя под давлением и вызовет взрыв.

(ii) Существует риск образования взрывоопасной смеси с воздухом.

(iii) Из-за разложения масла в дуге масло загрязняется частицами углерода, которые снижают его электрическую прочность.Следовательно, требуется периодическое обслуживание и замена.

Техническое обслуживание масляных автоматических выключателей :

После того, как автоматический выключатель несколько раз отключил токи короткого замыкания или несколько раз токи нагрузки, контакты могут сгореть из-за дуги. Кроме того, диэлектрическое масло обугливается вблизи контактов, тем самым теряя часть своей диэлектрической прочности. Это приводит к снижению отключающей способности выключателя.

Поэтому работы по техническому обслуживанию масляного выключателя требуют проверки и замены контактов и масла.Рекомендуется регулярно проверять выключатель через 3 или 6 месяцев. Согласно ISS 335-1963 масло в хорошем состоянии должно выдерживать 40 кВ в течение одной минуты в стандартной масляной испытательной чашке с зазором 4 мм между сферическими электродами.

При осмотре масляного выключателя рекомендуется проверить следующее:

1. Проверить все токоведущие части и устранить дуговые контакты при необходимости.

2. Проверить электрическую прочность, состояние и уровень масла.Если диэлектрическая прочность низкая или масло сильно обесцвечено, замените его.

3. Осмотрите изоляцию на предмет возможных повреждений. Очистите поверхность и удалите нагар. Никогда не используйте для этой цели рыхлые хлопковые отходы.

4. Проверить механизм включения, отключения и блокировки.

5. Проверить показывающие устройства и лампы.

6. Перед тем, как закрыть резервуар, убедитесь, что не осталось никаких инструментов, что облицовка резервуара и барьеры находятся на своих местах и ​​закреплены, а прокладка резервуара находится в хорошем состоянии.

2. Автоматические выключатели с воздушным прерыванием :

Прерывание дуги в масле связано с образованием газообразного водорода в результате разложения масла. Этот факт привел к исследованию прерывания дуги в воздухе. Несомненно, водород по своим свойствам гашения дуги намного превосходит воздух, но воздух имеет несколько преимуществ перед маслом в качестве гасящей среды.

Это:

1. Устранение пожарной опасности и техническое обслуживание, связанное с использованием масла.

2. Отсутствие механических напряжений, создаваемых давлением газа и движением масла.

3. Исключение затрат на регулярную замену масла, возникающую из-за ухудшения качества масла при последовательной операции торможения.

Относительно худшие свойства гашения дуги воздуха можно компенсировать за счет использования различных принципов управления дугой и рабочего воздуха при высоких давлениях.

В автоматическом выключателе разделение контактов и гашение дуги происходит в воздухе при атмосферном давлении.В таких автоматических выключателях используется принцип высокого сопротивления. Дуга быстро удлиняется с помощью дугогасителей и дугогасительных камер, а сопротивление дуги увеличивается за счет охлаждения, удлинения и разделения дуги. Сопротивление дуги увеличивается до такой степени, что падение напряжения на дуге становится больше, чем напряжение в системе, и дуга гаснет при нулевом токе волны переменного тока.

Автоматические выключатели с воздушным прерыванием используются в цепях постоянного и переменного тока напряжением до 12 000 вольт.Такие выключатели обычно бывают внутреннего типа и устанавливаются на вертикальные панели или внутренние выкатные распределительные устройства. Автоматические выключатели переменного тока широко используются в распределительных устройствах среднего и низкого напряжения внутри помещений.

3. Воздушные автоматические выключатели :

Недостатками масляных выключателей являются риск возгорания из-за горючего масла, ухудшение качества масла, требующее периодической замены, и сложность доступа к контактам для технического обслуживания.Это привело к разработке автоматических выключателей, использующих сжатый воздух или газ в качестве прерывающей среды. Хотя газы, такие как азот, углекислый газ, водород или фреон, могут использоваться в качестве среды для прерывания дуги, сжатый воздух является приемлемой средой отключения для газовых выключателей.

Причины указаны ниже:

Азот имеет свойства размыкания цепи, аналогичные сжатому воздуху, и его использование не дает дополнительных преимуществ. Двуокись углерода имеет недостаток, заключающийся в том, что ее трудно контролировать из-за замерзания в клапанах и других узких проходах.Несомненно, водород имеет повышенную отключающую способность, но он дороже и требует дополнительных устройств. Фреон обладает высокой диэлектрической прочностью и хорошими характеристиками гашения дуги, но он дорог и разлагается под действием дуги на элементы, образующие кислоту.

4. Гексафторид серы (SF ₆ ) Автоматические выключатели:

В автоматических выключателях (масляных выключателях, автоматических выключателях и автоматических выключателях с воздушным прерыванием) сила тушения нарастает относительно медленно после момента размыкания контактов, и, следовательно, дуга обычно гаснет через несколько полупериодов тока. прошел ноль.Для предотвращения повторного зажигания дуги требуется высокая диэлектрическая прочность дуги и ее быстрое восстановление после обнуления тока.

В случае высоковольтных выключателей эти свойства особенно необходимы для быстрого гашения дуги и меньшего времени для быстрого восстановления напряжения. Вакуумные автоматические выключатели и автоматические выключатели SF ₆ обладают лучшими характеристиками в этом отношении по сравнению с обычными масляными выключателями с минимальным содержанием масла, а также воздушными автоматическими выключателями. Следовательно, современная тенденция заключается в использовании вакуумных выключателей и выключателей SF ₆ в системах высокого напряжения.

Масло, очевидно легковоспламеняющееся вещество для гашения горячей дуги, является хорошо зарекомендовавшей себя средой, поскольку выделяет водород, который в силу своей малой массы и высокой скорости является отличной охлаждающей средой. Но в современных автоматических выключателях в качестве среды для гашения дуги используется тяжелый газ SF ₆ .

SF ₆ Газ, благодаря своим превосходным диэлектрическим, гашению дуги, химическим и другим физическим свойствам, доказал свое превосходство над другими средами, такими как масло или воздух, для использования в автоматических выключателях.Несколько типов автоматических выключателей SF ₆ были разработаны различными производителями в течение последних двух десятилетий для номинальных напряжений от 3,6 до 760 кВ.

До 1970-х годов в диапазоне среднего и высокого напряжения использовались воздушные, масляные, минимально-масляные и воздушные выключатели. В 1970-е годы были внедрены вакуумные выключатели для приложений до номинального напряжения 36 кВ. Одинарный нагнетатель типа SF _{Введено 6 выключателей} на номинальное напряжение от 3,3 до 760 кВ.Увеличились уровни неисправностей и номинальное напряжение в энергосистеме. Масляные выключатели, выключатели с минимальным содержанием масла, воздушные выключатели в настоящее время устаревают.

5. Выключатели постоянного тока высокого напряжения:

Автоматические выключатели постоянного тока для легких режимов эксплуатации используются уже давно. Однако отсутствуют подходящие автоматические выключатели для систем HVDC. В настоящее время большинство систем HVDC имеют два вывода, а в системе HVDC с двумя выводами автоматические выключатели HVDC не требуются, поскольку ток короткого замыкания можно контролировать или устранять, контролируя угол зажигания преобразователей.В многополюсных системах HVDC возникнет потребность в автоматических выключателях HVDC.

Проблемы прерывания постоянного тока:

Автоматический выключатель

AC легко прерывает дугу при естественном нуле тока в волне переменного тока. При текущем нуле энергия (½Li ² ), которая должна быть прервана, также равна нулю. Контактный зазор должен охладиться и восстановить диэлектрическую прочность, чтобы выдержать естественное переходное восстанавливающееся напряжение. С автоматическими выключателями постоянного тока проблема усложняется, поскольку форма сигнала постоянного тока не имеет собственных нулей тока.Принудительное прерывание дуги приведет к возникновению высокого переходного напряжения восстановления и повторного зажигания без прерывания дуги и окончательного разрушения контактов выключателя.

При проектировании выключателей постоянного тока высокого напряжения необходимо решить три основные проблемы.

Это:

(i) Создание искусственного нуля тока

(ii) Предотвращение повторных забастовок и

(iii) Рассеяние накопленной энергии.

Принцип искусственного обнуления тока используется в выключателях постоянного тока высокого напряжения для гашения дуги.При введении параллельного L-C-контура токи дуги подвергаются колебаниям. Эти колебания очень сильные и имеют несколько искусственных нулей тока. Прерыватель гасит дугу при одном из искусственных нулей тока. Пиковые токи колебаний должны быть больше, чем прерываемый постоянный ток. На рисунке 10.20 показана принципиальная схема такой схемы.

Последовательный резонансный контур с L и C подключается через главные контакты M обычного выключателя переменного тока через вспомогательные контакты S ₁ , а резистор R подключается через контакты При нормальных условиях эксплуатации главный контакт M и контакты зарядки St остаются замкнут, и конденсатор C заряжается до линейного напряжения через высокое сопротивление R.Контакты S ₁ разомкнуты, и на них имеется линейное напряжение.

Для отключения тока главной цепи I _d привод размыкает контакты S ₂ и замыкает контакты S ₁ . Это инициирует разряд конденсатора C через индуктивность L, главные контакты M и вспомогательные контакты S, создавая колебательный ток, показанный на рис. 10.20 (b). Таким образом, создаются искусственные нули тока, и главные контакты автоматического выключателя M размыкаются при нулевом токе Z.После этого контакты S ₁ размыкаются, а контакты S ₂ замыкаются.

Другой способ прерывания постоянного тока главной цепи — его отвод на конденсатор, так что величина тока, прерываемого автоматическим выключателем, становится меньше. Это показано на рис. 10.21. Конденсатор C изначально не заряжен. Когда главные контакты M размыкаются, ток главной цепи отводится к конденсатору C. Таким образом, ток, прерываемый главными контактами M, становится меньше.Скорость нарастания восстанавливающегося напряжения на M составляет dV _c / dt = I _d / C. Нелинейный резистор R поглощает энергию без значительного увеличения напряжения на главных контактах M.

Проблема предотвращения повторных пробоев стоит более остро в автоматических выключателях постоянного тока с переменным током, где время прерывания тока очень мало (порядка 100 мкс). ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Таким образом, на выводах выключателя возникает резкий скачок напряжения повторного включения, и автоматический выключатель должен выдерживать это напряжение.

Для создания хорошей деионизирующей дуги пространство между двумя стенками дугогасительной камеры может быть сужено для ограничения дуги и одновременно может быть разделено на несколько меньших дуг, вставив решетку из вертикальных металлических пластин.

Большое количество энергии, запасенной в индуктивности цепи в начале прерывания, и энергия, которую выдает выпрямитель во время прерывания, необходимо рассеять, иначе она будет передана в емкость системы и создаст перенапряжения.

Защитный искровой разрядник может быть подключен к автоматическому выключателю, чтобы уменьшить размер коммутирующего конденсатора. Он также будет поддерживать аномальное напряжение, возникшее в момент переключения, на желаемом уровне. Благодаря токам высокой частоты искровой промежуток действует как устройство рассеивания энергии. В качестве альтернативы к выключателю может быть подключен разрядник Zno, который будет ограничивать переходное восстанавливающееся напряжение и поглощать соответствующую энергию.

Автоматический выключатель | Работа и типы автоматического выключателя

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель — это коммутационное устройство, которым можно управлять вручную и автоматически для управления и защиты системы электроснабжения.Поскольку современная энергосистема работает с большими токами, при проектировании автоматического выключателя следует уделять особое внимание, чтобы он мог безопасно прерывать дугу, возникающую при включении автоматического выключателя. Это было основным определением автоматического выключателя.

Введение в автоматический выключатель

Современная энергосистема имеет дело с огромной электросетью и огромным количеством связанного с ней электрического оборудования. Во время короткого замыкания или любого другого типа электрической неисправности (например, неисправности электрического кабеля) через это оборудование, а также через саму сеть электропитания будет протекать высокий ток повреждения.Этот высокий ток может привести к необратимому повреждению оборудования и сетей.

Для сохранения этих единиц оборудования и электрических сетей, ток короткого замыкания должен быть сброшен из системы как можно быстрее. Опять же, после устранения неисправности система должна как можно скорее прийти в нормальное рабочее состояние, чтобы обеспечить надежное и качественное питание на приемных концах. В дополнение к тому, что для правильного управления энергосистемой, требуются различные операции переключения.

Таким образом, для своевременного отключения и повторного включения различных частей сети энергосистемы для защиты и управления должны быть какие-то специальные коммутационные устройства, которые могут безопасно работать в условиях сильного токоведания.

Во время прерывания большого тока между переключающими контактами может возникнуть большая дуга, поэтому следует позаботиться о безопасном гашении этих дуг в автоматическом выключателе. Автоматический выключатель — это специальное устройство, которое выполняет все необходимые коммутационные операции в токопроводящем состоянии.Это было основное введение в автоматический выключатель .

Принцип работы автоматического выключателя

Автоматический выключатель в основном состоит из неподвижных и подвижных контактов. В нормальном состоянии выключателя «ВКЛ» эти два контакта физически соединены друг с другом из-за приложенного механического давления на подвижные контакты. В приводном механизме автоматического выключателя имеется устройство, в котором хранится потенциальная энергия, которая высвобождается, если на выключатель подается сигнал переключения.

Потенциальная энергия может накапливаться в выключателе различными способами, например, деформированием металлической пружины, сжатым воздухом или гидравлическим давлением. Но каким бы ни был источник потенциальной энергии, она должна высвобождаться во время работы. Высвобождение потенциальной энергии обеспечивает быстрое скольжение подвижного контакта.

Все выключатели имеют рабочие катушки (катушки отключения и катушки включения), всякий раз, когда эти катушки возбуждаются импульсами переключения, и плунжер внутри них смещается.Этот плунжер рабочей катушки обычно прикреплен к рабочему механизму выключателя , в результате механически накопленная потенциальная энергия в механизме выключателя высвобождается в виде кинетической энергии, которая заставляет подвижный контакт перемещаться, когда эти подвижные контакты механически прикрепляются через механизм рычага переключения передач с приводным механизмом.

После цикла срабатывания автоматического выключателя общая накопленная энергия высвобождается и, следовательно, потенциальная энергия снова сохраняется в рабочем механизме автоматического выключателя с использованием двигателя взвода пружины, воздушного компрессора или любых других средств.

До сих пор мы обсуждали механический принцип работы выключателя . Но есть электрические характеристики автоматического выключателя, которые также следует учитывать при обсуждении работы автоматического выключателя. Давайте поговорим об электрическом принципе автоматического выключателя .

Автоматический выключатель должен выдерживать большую номинальную или аварийную мощность. Из-за этой большой мощности всегда существует опасно сильная дуга между подвижными и неподвижными контактами во время работы автоматического выключателя.Опять же, как мы обсуждали ранее, дуга в автоматическом выключателе может безопасно гаситься, если диэлектрическая прочность между токоведущими контактами автоматического выключателя быстро увеличивается во время каждого перехода переменного тока через ноль.

Диэлектрическую прочность среды между контактами можно увеличить несколькими способами, например, сжав ионизированную среду искрения, поскольку сжатие ускоряет процесс деионизации среды, охлаждая среду дуги, так как охлаждение увеличивает сопротивление пути дуги или путем замены ионизированной среды искрения свежими газами.Следовательно, в работе автоматического выключателя должны быть задействованы некоторые процессы гашения дуги.

Хотя автоматические выключатели выполняют свои функции независимо и без присмотра, существуют также автоматические выключатели с дистанционным управлением, которые могут управляться по запросу на расстоянии.

Типы автоматических выключателей

По разным критериям существуют разные типы автоматических выключателей. По средствам гашения дуги автоматический выключатель можно разделить на:

1. Масляный выключатель.
2. Воздушный выключатель.
3. SF ₆ автоматический выключатель.
4. Вакуумный выключатель.

В соответствии с их услугами автоматический выключатель можно разделить на:

1. Открытый автоматический выключатель.
2. Внутренний выключатель.

По принципу действия выключателя их можно разделить на:

1. Пружинный выключатель.
2. Пневматический выключатель.
3. Гидравлический выключатель.

По уровню напряжения установки автоматический выключатель обозначается как —

1. Высоковольтный выключатель.
2. Автоматический выключатель среднего напряжения.
3. Автоматический выключатель низкого напряжения.

Типы автоматических выключателей

Автоматические выключатели служат важной цели для защиты персонала и предотвращения условий, которые могут привести к пожару.

Изображение предоставлено: nattapan72 / Shutterstock.com

Автоматические выключатели

— это электромеханические устройства, обычно устанавливаемые в электрические шкафы и используемые для защиты электрических цепей от перегрузок.Автоматические выключатели используются для защиты проводки в цепях от риска возгорания из-за токов, превышающих номинальную мощность цепи. В устройствах используются переключатели, которые автоматически размыкаются при обнаружении избыточных токов и обычно требуют ручного сброса. Торговые марки обычно относятся к панелям, на которых они установлены, и, следовательно, обычно не являются взаимозаменяемыми между панелями. Автоматические выключатели рассчитываются на основе величины тока, который может безопасно переноситься цепью, защищаемой выключателем.

Обычно типы автоматических выключателей делятся на три основных класса, а именно:

• Стандартные автоматические выключатели
• Прерыватели цепи при дуговом замыкании или автоматические выключатели AFCI
• Прерыватели цепи при замыкании на землю или автоматические выключатели GFCI

В пределах этих классов автоматические выключатели также характеризуются несколькими другими эксплуатационными параметрами или особенностями. К ним относятся как основной механизм, который управляет выключателем, так и тип функций сброса, связанных с автоматическим выключателем.В следующих разделах представлено описание каждого из этих типов автоматических выключателей.

Стандартные автоматические выключатели

Стандартные автоматические выключатели

— это устройства, которые обычно используются в электрических панелях домов и предприятий, которые работают от однофазного источника питания 120/240 В. Эти автоматические выключатели обычно доступны как однополюсные или двухполюсные выключатели, последние используются для нагрузок с более высоким напряжением, таких как цепи, которые подают питание на электрическую сушилку или диапазон.

Магнитные автоматические выключатели

Магнитные выключатели — это выключатели, в которых внутри устройства используется соленоид или электромагнит для создания магнитного поля, сила которого изменяется линейно с величиной тока в цепи. Когда ток превышает номинальное значение выключателя из-за состояния высокого тока из-за короткого замыкания или другой аномалии, напряженность магнитного поля в соленоиде заставляет выключатель размыкаться, прерывая прохождение тока.

Тепловые выключатели

Тепловые выключатели — это выключатели, в которых используется внутренняя биметаллическая полоса выключателя, через которую протекает ток цепи.По мере увеличения тока в цепи выделяется тепло, и биметаллическая полоса в конечном итоге достигает точки деформации, которая приводит к срабатыванию выключателя в разомкнутом состоянии, снова прерывая прохождение тока в этой цепи. Как только ток упадет до нуля, биметаллическая полоса охладится, и выключатель можно будет вернуть в исходное положение. Тепловые выключатели чувствительны к температуре. В более холодных условиях эксплуатации точка срабатывания перемещается выше, тогда как в более теплых условиях может происходить смещение в сторону понижения текущего уровня, при котором устройство срабатывает.

Термомагнитные автоматические выключатели

В термомагнитных автоматических выключателях

используются как чувствительные, так и отключающие механизмы, один из которых основан на нагреве, а другой — на магнитном поле, для обеспечения защиты цепи в устройстве. Как правило, магнитная защита реагирует на условия высокого тока, например, в результате короткого замыкания, тогда как тепловая защита может допускать возникновение некоторых условий перегрузки по току при условии, что они ограничены по продолжительности. Эта ситуация может быть результатом высокого пускового тока во время запуска оборудования, такого как двигатели и компрессоры.

Гидравлические магнитные автоматические выключатели

Гидравлические магнитные выключатели

предлагают более точные средства адаптации требований к защите цепей для конкретного применения. В автоматических выключателях этого типа используется соленоид, который обернут вокруг трубы, содержащей железный сердечник, пружину и демпфирующую жидкость. В условиях перегрузки, которая не является результатом короткого замыкания, напряженность магнитного поля начинает оказывать давление на железный сердечник, но гидравлическая жидкость внутри трубы снижает скорость движения.Следовательно, присутствие жидкости и ее вязкость служат для введения временной задержки между началом состояния перегрузки по току и состоянием отключения выключателя. Если состояние сохраняется, движение сердечника вызывает падение магнитного сопротивления цепи и позволяет выключателю сработать. В случае короткого замыкания магнитный поток катушки вызывает срабатывание выключателя, даже если сердечник не перемещается внутри трубки. Одним из преимуществ гидравлических магнитных выключателей является то, что они не подвержены влиянию температурных условий.

Автоматические выключатели AFCI

Прерыватели цепи

Arc Fault или AFCI прерыватели цепи — это устройства, специально разработанные для реагирования на наличие опасных условий дуги, которые могут привести к опасности возгорания. Стандартные автоматические выключатели чувствительны к условиям перегрузки по току, но не могут обнаружить наличие дуги, которая может возникнуть, например, в результате ухудшения или повреждения электрической изоляции проводов. Такое искрение может вызвать дуговое замыкание, то есть прохождение тока по непредусмотренному пути и может привести к локальному нагреву, который может вызвать возгорание.В автоматических выключателях AFCI используется специально разработанная электронная схема, чтобы различать нормальную дугу, например, между щетками и коммутатором электродвигателя, и опасными условиями дугового короткого замыкания, отключая выключатель после обнаружения этих условий.

Автоматические выключатели GFCI

Прерыватели цепи

при замыкании на землю или автоматические выключатели GFCI — это автоматические выключатели, которые могут определять наличие очень небольшой разницы между линейным и нулевым проводниками источника питания и быстро реагировать на размыкание цепи, отключая выключатель.В то время как стандартные автоматические выключатели обнаруживают условия перегрузки по току, автоматические выключатели GFCI контролируют величину тока, протекающего от незаземленного (горячего) проводника, и сравнивают его с током, протекающим в нейтральном или заземленном проводнике. Если разница превышает небольшой порог (обычно 4-6 миллиампер), то выключатель срабатывает для защиты проводки и персонала, который мог непреднамеренно подвергнуться опасности замыкания на землю.

Автомобильные автоматические выключатели

Автомобильные автоматические выключатели часто классифицируются как Тип 1, 2 или 3, определяемый механизмом сброса.Иногда они также обозначаются римскими цифровыми эквивалентами: Тип I, Тип II и Тип III.

Автоматические выключатели типа 1

Автоматические выключатели

типа 1, также известные как выключатели с автоматическим сбросом, предназначены для непрерывного цикла от включения до выключения при наличии состояния перегрузки, и, если перегрузка устраняется, автоматически сбрасывается.

Автоматические выключатели типа 2

Автоматические выключатели

типа 2 также автоматически сбрасываются при отключении питания путем отключения зажигания автомобиля.

Автоматические выключатели типа 3

Автоматические выключатели

типа 3 требуют ручного сброса и обычно имеют визуальный индикатор, предупреждающий оператора о срабатывании выключателя.

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор основных типов автоматических выключателей, обычно используемых в системах распределения электроэнергии и автомобилях. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Прочие «виды» статей

Больше от компании Electric & Power Generation

Автоматические выключатели, классифицируемые по среде прерывания

Square D — Автоматический выключатель Powersub для вакуумных подстанций, тип FVR, от 15 до 38 кВ, от 110 кВ до 200 кВ BIL, амперы 600, 800, 1200, 2000, 3000, 3500 и 4000 ампер, прерывание Амперы от 12 кА до 40 кА (среднеквадратичное симметричное)

Автоматический выключатель определяется как «механическое переключающее устройство, способное включать, проводить и отключать токи при нормальных условиях цепи, а также включать, поддерживать и отключать в течение определенного времени, а также отключать токи при указанные ненормальные условия цепи, такие как короткое замыкание »(IEEE Std.C37.100).

Автоматические выключатели обычно классифицируются в соответствии с прерывающей средой, используемой для охлаждения и удлинения электрической дуги, допускающей прерывание.

Типы выключателей:

• Воздушный магнитный
• Масло
• Воздушный поток
• Вакуум
• Газ SF6

Воздушные магнитные выключатели используются только в старых распределительных устройствах и обычно заменяются вакуумными или SF6 для распределительных устройств. . Вакуум используется в распределительных устройствах и некоторых наружных выключателях, как правило, класса 38 кВ и ниже.Пневматические прерыватели, используемые для высоких напряжений (≥765 кВ), больше не производятся и были заменены прерывателями, использующими технологию SF6.

Масляные выключатели широко использовались в энергетике в прошлом, но были заменены другими технологиями выключателей для более новых установок. Существуют две модели: наливная нефть (конструкции с мертвыми цистернами), преобладающие в США; и технология прерывателя минимума масла (конструкция с живым резервуаром). Масляные выключатели наливного типа проектировались как однобаковые, так и трехбаковые; как правило, при более высоких напряжениях доминировали конструкции с тремя баками.

Масляные выключатели были большими и требовали прочного фундамента, чтобы выдерживать вес и ударные нагрузки, возникающие во время работы.

Экологические проблемы, вызвавшие необходимость в системах удержания масла, затраты на техническое обслуживание и разработка газового выключателя SF6 привели к постепенной замене масляного выключателя на новые установки.

Масляные выключатели

Масляные выключатели в течение многих лет были относительно статичными. В конструкции прерывателя используется дуга, возникающая при размыкании контактов и срабатывании прерывателя.Электрическая дуга выделяет водород из-за разложения изоляционного минерального масла. Прерыватель предназначен для использования газа в качестве охлаждающего механизма для охлаждения дуги и использования давления для удлинения дуги через решетку (дугогасительные камеры), что позволяет гасить дугу, когда ток проходит через ноль.

В вакуумных автоматических выключателях используется прерыватель, представляющий собой небольшой цилиндр, в котором движущиеся контакты находятся под высоким вакуумом. Когда контакты разъединяются, из-за эрозии контактов образуется дуга.Продукты дуги немедленно нагнетаются и осаждаются на металлическом экране, окружающем контакты. Без чего-либо, поддерживающего дугу, она быстро гаснет.

Вакуумные выключатели широко применяются в КРУЭ класса до 38 кВ. Небольшой размер выключателя позволяет устанавливать выключатели вертикально друг над другом в двухуровневой конфигурации в пределах одной вертикальной секции распределительного устройства, что позволяет значительно сэкономить пространство и материалы по сравнению с более ранними конструкциями, в которых использовалась воздушно-магнитная технология.При использовании в конструкции выключателя для наружной установки вакуумный цилиндр размещается в металлическом шкафу или маслонаполненном резервуаре для конструкции мертвого резервуара, популярного на рынке США. Газовый выключатель

Toshiba GSPF 245 HP — живые баковые выключатели с номинальным напряжением 245 кВ. Каждый выключатель состоит из трех SF6-прерывателей с воздушным потоком, обеспечивающих высокий уровень изоляции, а также отличной отключающей способности, и пружинного привода, обеспечивающего высокую эксплуатационную надежность.

В газовых выключателях обычно используется SF6 (гексафторид серы) в качестве прерывателя, а иногда как изолирующая среда.В механизмах «одинарного выдувного устройства» прерыватель предназначен для сжатия газа во время хода открытия и использования сжатого газа в качестве передаточного механизма для охлаждения дуги и удлинения дуги через решетку (дугогасительные камеры), позволяя гасить дугу. когда ток проходит через ноль.

В других конструкциях дуга нагревает газ SF6, и возникающее давление используется для удлинения и прерывания дуги. В некоторых старых элегазовых выключателях с двумя давлениями использовался насос для подачи элегаза под высоким давлением для прерывания дуги.

Газовые выключатели обычно работают при давлении от шести до семи атмосфер. Электрическая прочность элегаза SF6 значительно снижается при более низких давлениях, обычно в результате более низких температур окружающей среды. Контроль плотности газа SF6 имеет решающее значение, и некоторые конструкции блокируют работу автоматического выключателя в случае низкой плотности газа.

Автоматические выключатели доступны в вариантах исполнения с живым резервуаром или с мертвым баком .Конструкции с мертвым баком помещают прерыватель в заземленный металлический корпус. Техническое обслуживание прерывателя осуществляется на уровне земли, а сейсмостойкость улучшена по сравнению с конструкциями с живым резервуаром. Вводы используются для подключения к линии и нагрузки, что позволяет устанавливать вводные трансформаторы тока для реле и измерения по номинальной стоимости.

Для выключателя мертвого резервуара требуется дополнительная изоляция маслом или газом, чтобы обеспечить изоляцию между выключателем и заземленным корпусом резервуара.

Баковый выключатель под напряжением — рассчитан на сетевое напряжение 145кВ, ток короткого замыкания до 31.5kA и нормальный ток 2500 ампер.

Автоматические выключатели с баком под напряжением состоят из камеры прерывателя, которая установлена ​​на изоляторах и находится под линейным потенциалом. Такой подход позволяет использовать модульную конструкцию, поскольку прерыватели могут быть подключены последовательно для работы при более высоких уровнях напряжения. Работа контактов обычно осуществляется посредством изолированного рабочего стержня или вращения фарфорового изоляционного узла оператором на уровне земли. Такая конструкция сводит к минимуму количество масла или газа, используемого для прерывания дуги, поскольку не требуется дополнительного количества для изоляции мертвого корпуса резервуара.Конструкция также легко адаптируется к добавлению предварительно вставляемых резисторов или градуирующих конденсаторов, когда они требуются. Сейсмичность требует особого внимания из-за высокого центра тяжести узла камеры прерывания.

Время отключения обычно указывается в циклах и определяется как максимально возможная задержка между включением цепи отключения при номинальном управляющем напряжении и отключением главных контактов на всех полюсах. Это относится ко всем токам от 25 до 100% номинального тока короткого замыкания.

Необходимо внимательно изучить характеристики автоматического выключателя. Номинальные значения напряжения и отключения указаны для максимального рабочего напряжения, т. Е. Номинального напряжения 38 кВ для выключателя, включенного в номинальную цепь 34,5 кВ. Выключатели имеют рабочий диапазон, обозначенный как K-фактор согласно IEEE C37.06.

Для выключателя на 72 кВ диапазон напряжения составляет 1,21, что указывает на то, что выключатель способен работать в полном номинальном режиме отключения вплоть до напряжения 60 кВ. Для некоторых конкретных приложений необходимо проверить номинальные параметры выключателя.Приложения, требующие повторного включения, должны быть проверены, чтобы убедиться, что рабочий цикл выключателя не превышен.

Некоторые приложения для противофазного или обратного переключения конденсаторных батарей также требуют проверки и могут потребовать специальных автоматических выключателей для обеспечения правильной работы автоматического выключателя во время аварийного прерывания.

Ссылка: Высоковольтное коммутационное оборудование Дэвида Л. Харриса

Типы автоматических выключателей: стандартные, AFCI, GFCI

Типы автоматических выключателей используются для множества применений.Автоматические выключатели классифицируются по различным методам, таким как гашение дуги или номинальное напряжение. Чтобы узнать о различных типах автоматических выключателей, прочтите эту статью на Linquip.

Что такое автоматический выключатель и как он работает?

Автоматический выключатель — это механическое устройство, которое препятствует прохождению сильного тока и выполняет функцию переключения. Он специально предназначен для блокировки или размыкания электрической цепи и, таким образом, предотвращает повреждение электрической системы.

Автоматический выключатель состоит в основном из неподвижных и подвижных контактов.Эти контакты встречаются друг с другом и удерживают ток, пока цепь замкнута в нормальных условиях. Токоведущие контакты, известные как электроды, включаются под давлением пружины, когда выключатель включен. Плечи автоматического выключателя могут быть выдвинуты или закрыты для переключения системы и обслуживания в обычном рабочем состоянии. Автоматический выключатель открывается одним нажатием кнопки. При возникновении неисправности в какой-либо части устройства катушка отключения выключателя получает энергию, и какой-то процесс разделяет подвижные контакты и тем самым размыкает цепь.

Типы автоматических выключателей

Как упоминалось выше, классификация автоматических выключателей основана на многих методах. Самый известный метод — гашение дуги.

Типы автоматических выключателей по степени гашения дуги

SF6 автоматический выключатель

Автоматический выключатель

SF6 — это первый автоматический выключатель, который мы представляем здесь для типов автоматических выключателей. В этом автоматическом выключателе используется гексафторид серы, поэтому он известен как SF6 CB. Автоматический выключатель SF6 — это усовершенствованный и наиболее широко используемый выключатель.SF6 обладает очень хорошими изоляционными свойствами и высокой электроотрицательной эффективностью. Свободные электроны возникают из-за ионизации, как возникает дуга. Эти свободные электроны мешают молекулам газа SF6. Молекулы SF6 уязвимы для поглощения свободных электронов. SF6 обладает выдающейся способностью к теплопередаче. Дуга создает высокие температуры, а SF6 снижает температуру. SF6 — это средство гашения дуги, в 100 раз более эффективное, чем воздух. Этот прерыватель цепи используется в диапазоне напряжений от 33 кВ до 800 кВ.Обратной стороной этого типа автоматического выключателя является то, что его потенциал глобального потепления в 23 900 раз превышает выбросы CO2.

масляный выключатель

В автоматических выключателях этого типа в качестве диэлектрической среды используется масло. Это масло известно как минеральное масло или трансформаторное масло. Этот вид автоматического выключателя является самым старым автоматическим выключателем и редко встречается в сегодняшней системной сети. Масло — сильный диэлектрик и лучший жидкий изолятор. Неподвижный контакт и подвижный контакт погружены в изолирующую среду из минерального масла.Между контактами возникает дуга при включении и выключении автоматического выключателя. Масло испаряется и разлагается в газообразном водороде. Этот газ создается в виде пузыря, и эти пузыри образуются вокруг дуги и препятствуют ограничению дуги, когда ток достигает точки пересечения нулевого периода.

Подробнее о Linquip

Полное руководство, чтобы узнать все обо всех типах MCB

воздушный выключатель

Воздушный выключатель, как другой тип выключателя, использует воздух в качестве средства образования дуги и называется воздушным выключателем или воздушным выключателем.Этот выключатель не используется для высокого напряжения. Он используется при низком и среднем напряжении. Этот CB лучше, чем масляный CB, потому что этот CB более безопасен. Взрыв масла очень опасен и может произойти. Воздушный автоматический выключатель, используемый в развивающихся странах, был выключателем, а не масляным. По сравнению с другим выключателем принцип действия воздушного выключателя отличается. Для прерывания дуги он создает напряжение дуги.

Вакуумный выключатель

Чтобы продолжить разговор о типах автоматических выключателей, мы представляем вакуумный выключатель.В этом типе выключатель представляет собой диэлектрическую среду, в которой часто используется вакуум. Это еще не полностью отработанная технология CB. Производительность CB зависит от материала, из которого сделаны контакты. Медь / хром обычно используются для хороших результатов. Вакуум имеет отличные диэлектрические характеристики. Диэлектрическая мощность вакуума в 8 раз выше, чем у воздуха, и в 4 раза выше, чем у газа SF6. Возникновение дуги вызвано ионизацией ионов металлов во время работы выключателя. Электрон и ионы создаются во время дуги металлическим паром.Тогда дуга легко гаснет. Диапазон напряжения составляет от 22 кВ до 66 кВ, а в распределительной системе используется вакуумный выключатель. Обычно этот CB используется в сельской местности.

Автоматический выключатель второго типа

Однополюсные автоматические выключатели

Однополюсные автоматические выключатели — наиболее распространенные типы автоматических выключателей в современных домах. Они называются однополюсными, потому что в случае короткого замыкания или электрической перегрузки они оборудованы для отслеживания тока одиночного провода.Однополюсные выключатели рассчитаны на ток от 15 до 30 ампер и обеспечивают питание цепи напряжением 120 вольт.

Двухполюсные автоматические выключатели

Второй автоматический выключатель среди других типов автоматических выключателей, попадающих в этот класс, — это двухполюсные автоматические выключатели, которые одновременно управляют потоком электричества по двум проводам. Два соединенных рядом переключателя позволяют легко отличить их от одного выключателя. Если один или оба провода имеют низкий уровень заряда или перегружены, этот вид прерывателя может переключиться.Этот тип автоматического выключателя может использоваться для выработки чего-либо от 15 до 200 ампер, либо 240 вольт, либо 120/240 вольт в электрической цепи. Двухполюсные выключатели необходимы для цепей питания оборудования, требующего значительного количества электроэнергии, такого как стиральные машины и сушилки.

Автоматические выключатели GFCI

Автоматические выключатели с прерывателем цепи при замыкании на землю (GFCI) предназначены для предотвращения ошибки «линия-земля». Это потому, что существует опасный электрический путь между заземленным элементом и электрическим током.Выключатели GFCI часто имеют защиту от короткого замыкания или перегрузки по току. Любые электрические коды для участков дома, которые могут быть политы, включая туалеты, прачечные и прилегающие территории, включают эти выключатели.

Автоматические выключатели AFCI

Автоматические выключатели

Arc Fault Circuit Interrupter (AFCI) предназначены для использования в электропроводке, где наблюдается искрение. В результате может быть поврежден электрический шнур или покрытие становится слишком тонким, что создает значительную опасность возгорания.Стандартные однополюсные и двухполюсные автоматические выключатели не всегда обнаруживают электрическую дугу, потому что сильный нагрев — единственный способ сделать это. Автоматические выключатели AFCI необходимы в соответствии с электрическими нормами для новых домов.

Типы автоматических выключателей по номинальному напряжению

У нас есть другая классификация типов выключателей. В этой категории выключатели с номинальным напряжением ниже 1000 В известны как выключатели с низким напряжением, а выключатели с напряжением выше 1000 В называются выключателями с высоким напряжением.

Автоматические выключатели низкого напряжения

Может использоваться в зданиях, на предприятиях и на производстве как один из наиболее часто используемых автоматических выключателей на рынке. Низковольтные выключатели рассчитаны на быстрое обслуживание. Иногда они разбираются для обслуживания без необходимости демонтажа распределительного устройства заказчику. Некоторые узлы автоматизированы, поэтому оператор может открывать и отключать их удаленно. Эти автоматические выключатели могут использоваться также для цепей постоянного тока.Поскольку внутренняя электрическая дуга постоянного тока не останавливается и не возобновляется, внутри устройства должен использоваться прерыватель отдельной формы. Когда дом или компания не имеют требования к мощности выше 2500 ампер, их работа обеспечивается и контролируется автоматическим выключателем низкого напряжения.

Высоковольтные выключатели

В этих выключателях используются соленоиды, работающие от реле защиты и трансформаторов тока.