Koje su vrste i vrste prekidača u električnim mrežama

Glavna razlika između ovih sklopnih uređaja od svih drugih sličnih uređaja je složena kombinacija mogućnosti:

1. dugotrajno održavanje nominalnog opterećenja u sustavu zahvaljujući pouzdanom prijenosu snažnih struja električne energije kroz njegove kontakte;

2. zaštititi operativnu opremu od slučajnog oštećenja u električnom krugu brzim isključivanjem napajanja iz njega.

Pod normalnim radnim uvjetima opreme, operater može ručno prebaciti opterećenje pomoću prekidača, osiguravajući:

• različite sheme napajanja;

• promijeniti konfiguraciju mreže;

• povlačenje opreme iz rada.

Hitne situacije u električnim sustavima događaju se odmah i spontano. Osoba nije u stanju brzo reagirati na njegov izgled i poduzeti mjere za njihovo uklanjanje. Ova funkcija je dodijeljena automatskim uređajima ugrađenim u prekidač.

U elektricitetu je prihvaćena podjela električnih sustava prema vrsti struje:

• trajno;

• izmjenične sinusne.

Osim toga, postoji klasifikacija opreme prema veličini napona za:

• niski napon - manje od tisuću volti;

• visoki napon — sve ostalo.

Za sve vrste ovih sustava stvoreni su vlastiti prekidači dizajnirani za ponovljeni rad.

AC krugovi

Ova kategorija ključeva ima veliki izbor modela koje proizvode moderni proizvođači. Klasificira se prema mrežnom naponu i strujnom opterećenju.

Električna oprema do 1000 volti

Prema snazi ​​prenesene električne energije, automatske sklopke u krugovima izmjenične struje konvencionalno se dijele na:

1. modularni;

2. u kalupljenom kućištu;

3. snaga zraka.

Modularni dizajni

Specifičan dizajn u obliku malih standardnih modula višekratnika širine 17,5 mm određuje njihov naziv i dizajn uz mogućnost montaže na Din-šinu.

Unutarnja struktura jednog od ovih prekidača prikazana je na fotografiji. Njegovo tijelo je u potpunosti izrađeno od izdržljivog dielektričnog materijala koji eliminira električni udar osobe.

Dovodne i izlazne žice spojene su na gornju i donju stezaljku. Za ručno upravljanje stanjem prekidača ugrađena je poluga s dva fiksna položaja:

• gornji je dizajniran za napajanje strujom kroz zatvoreni kontakt napajanja;

• ispod — osigurava prekid strujnog kruga.

Svaki od ovih strojeva je dizajniran za kontinuirani rad na određenoj vrijednosti nazivna struja (jin). Ako opterećenje postane veće, kontakt napajanja je prekinut. U tu svrhu unutar kutije se nalaze dvije vrste zaštite:

1. toplinsko oslobađanje;

2. trenutni prekid.

Načelo njihovog rada omogućuje objašnjenje vremenske karakteristike struje, koja izražava ovisnost vremena rada zaštite o opterećenju ili struji kvara koja prolazi kroz njega.

Grafikon prikazan na fotografiji dan je za jedan specifični prekidač kada je granična radna zona odabrana na 5 ÷ 10 puta većoj od nazivne struje.

U slučaju početnog preopterećenja, toplinsko oslobađanje od bimetalna ploča, koji se s povećanom strujom postupno zagrijava, savija i djeluje na mehanizam za isključivanje ne odmah, već s određenim vremenskim odgodom.

Stoga dopušta mala preopterećenja povezana s kratkotrajnim povezivanjem korisnika da se sama uklone i eliminiraju nepotrebna gašenja. Ako opterećenje osigurava kritično zagrijavanje ožičenja i izolacije, kontakt napajanja je prekinut.

Kada se u zaštićenom krugu pojavi struja u nuždi, sposobna spaliti opremu svojom energijom, tada se aktivira elektromagnetska zavojnica. Impulsom, zbog povećanja opterećenja koje se dogodilo, baca jezgru na mehanizam okidanja kako bi odmah zaustavio način rada izvan granica.

Grafikon pokazuje da što su veće struje kratkog spoja, brže se aktiviraju elektromagnetskim okidačem.

Kućna automatska zaštita od pare radi na istim principima.

Kada se prekinu velike struje, stvara se električni luk, čija energija može spaliti kontakte. Da bi se uklonio njegov učinak, u prekidačima se koristi komora za gašenje luka, koja dijeli pražnjenje luka u male potoke i gasi ih zbog hlađenja.

Višestruki izrezi modularnih struktura

Magnetski okidači podešeni su i usklađeni za rad s određenim opterećenjima jer stvaraju različite prijelazne pojave kada počnu. Na primjer, pri uključivanju raznih rasvjetnih tijela, kratkotrajna udarna struja zbog promjene otpora žarne niti može se približiti tri puta većoj nominalnoj vrijednosti.

Stoga je za skupinu utičnica stanova i rasvjetnih krugova uobičajeno odabrati automatske sklopke s trenutno-vremenskom karakteristikom tipa «B». To je 3 ÷ 5 inča.

Indukcijski motori, kada vrte gonjeni rotor, uzrokuju veće struje preopterećenja. Za njih odaberite strojeve s karakteristikom «C» ili — 5 ÷ 10 In. Zbog stvorene rezerve u vremenu i struji, oni omogućuju vrtnju motora i zajamčeno ulaze u način rada bez nepotrebnih gašenja.

U industrijskoj proizvodnji, na strojevima i mehanizmima za rezanje metala, postoje opterećeni pogoni povezani s motorima koji stvaraju povećana preopterećenja. U tu svrhu koriste se automatski prekidači s karakteristikom «D» s ocjenom od 10 ÷ 20 In. Dobro su se dokazali pri radu u krugovima s aktivno-induktivnim opterećenjima.

Osim toga, strojevi imaju još tri vrste standardnih vremensko-strujnih karakteristika koje se koriste za posebne namjene:

1. "A" — za dugo ožičenje s aktivnim opterećenjem ili zaštitu poluvodičkih uređaja s vrijednošću od 2 ÷ 3 In;

2. "K" — za izražena induktivna opterećenja;

3. «Z» — za elektroničke uređaje.

U tehničkoj dokumentaciji različitih proizvođača, granična vrijednost za posljednje dvije vrste može se malo razlikovati.

Prekidači u obliku kutije

Ova klasa uređaja može prebacivati ​​veće struje od modularnih dizajna. Njihovo opterećenje može doseći vrijednosti do 3,2 kiloampera.

Izrađuju se prema istim principima kao i modularne konstrukcije, ali uzimajući u obzir povećane zahtjeve za prijenos povećanog opterećenja, nastoje im dati relativno male dimenzije i visoku tehničku kvalitetu.

Ovi strojevi su dizajnirani za siguran rad u industrijskim objektima. Prema vrijednosti nazivne struje, uvjetno su podijeljeni u tri skupine s mogućnošću prebacivanja opterećenja do 250, 1000 i 3200 ampera.

Strukturni dizajn njihovog tijela: tro- ili četveropolni modeli.

Snažni zračni prekidači

Rade u industrijskim instalacijama i podnose vrlo jake struje do 6,3 kiloampera.

To su najsloženiji uređaji za preklapanje niskonaponskih uređaja, a koriste se za pogon i zaštitu električnih sustava kao ulazni i izlazni uređaji za distribucijske sustave velike snage te za spajanje generatora, transformatora, kondenzatora ili snažnih elektromotora.

Shematski prikaz njihove unutarnje strukture prikazan je na fotografiji.

Ovdje se sada koristi dvostruko odvajanje dovodnog kontakta, a komore za gašenje luka s rešetkama ugrađene su sa svake strane odvajanja.

Algoritam rada uključuje zavojnicu za zatvaranje, oprugu za zatvaranje, motorni pogon opružnog punjenja i elemente automatizacije. Integriran je strujni transformator sa zaštitnim i mjernim svitkom za praćenje strujnih opterećenja.

Električna oprema preko 1000 volti

Prekidači za visokonaponsku opremu vrlo su složeni tehnički uređaji i izrađuju se strogo pojedinačno za svaki razred napona. Oni se obično koriste trafostanica.

Pred njih se postavljaju zahtjevi:

• visoka pouzdanost;

• sigurnost;

• produktivnost;

• Jednostavnost korištenja;

• relativna tišina tijekom rada;

• optimalna cijena.

Tereti koji se lome visokonaponski prekidači u slučaju hitnog zaustavljanja praćenog vrlo jakim lukom. Za njegovo gašenje koriste se različite metode, uključujući prekidanje strujnog kruga u posebnom okruženju.

Ovaj prekidač uključuje:

• kontaktni sustav;

• uređaj za gašenje luka;

• dijelovi pod naponom;

• izolirano kućište;

• pogonski mehanizam.

Jedan od ovih sklopnih uređaja prikazan je na fotografiji.

Za kvalitetan rad kruga u takvim strukturama, osim radnog napona, razmotrite:

• nominalna vrijednost struje opterećenja za njen pouzdan prijenos u uključenom stanju;

• najveća struja kratkog spoja pri ef. vrijednost koju mehanizam za isključivanje može izdržati;

• dopuštena komponenta aperiodične struje u trenutku kvara strujnog kruga;

• mogućnosti automatskog ponovnog zatvaranja i dva AR ciklusa.

Prema načinu gašenja luka tijekom okidanja, sklopke se dijele na:

• maslac;

• vakuum;

• zrak;

• plin SF6;

• autoplin;

• elektromagnetski;

• autopneumatski.

Za pouzdan i praktičan rad opremljeni su pogonskim mehanizmom koji može koristiti jednu ili više vrsta energije ili njihove kombinacije:

• podignuta opruga;

• podignuti teret;

• tlak komprimiranog zraka;

• elektromagnetski impuls iz solenoida.

Ovisno o uvjetima uporabe, mogu se izraditi s mogućnošću rada na naponima od jednog do uključivo 750 kilovolti. Naravno, imaju drugačiji dizajn. dimenzije, mogućnosti automatskog i daljinskog upravljanja, zaštitne postavke za siguran rad.

Pomoćni sustavi takvih prekidača mogu imati vrlo složenu razgranatu strukturu i nalaziti se na dodatnim pločama u posebnim tehničkim zgradama.

DC krugovi

Ove mreže također imaju ogroman broj preklopnika s različitim mogućnostima.

Električna oprema do 1000 volti

Ovdje su masovno predstavljeni moderni modularni uređaji koji se mogu montirati na DIN-šinu.

Uspješno nadopunjuju klase starih strojeva ove vrste AP-50, AE i sl., koji su bili učvršćeni na stijenke panela vijčanim spojevima.

DC modularni dizajni imaju istu strukturu i princip rada kao i njihovi AC parnjaci. Mogu se izvoditi s jednom ili više jedinica, a odabiru se prema opterećenju.

Električna oprema preko 1000 volti

Visokonaponski istosmjerni prekidači koriste se u elektrolizama, metalurškim industrijskim objektima, željezničkom i gradskom elektrificiranom prometu i elektranama.

Glavni tehnički zahtjevi za rad takvih uređaja odgovaraju njihovim kolegama izmjenične struje.

Hibridni prekidač

Znanstvenici iz švedsko-švicarske tvrtke ABB uspjeli su razviti visokonaponski DC prekidač koji u svom uređaju kombinira dvije strukture napajanja:

1.SF6 plin;

2. vakuum.

Naziva se hibridnim (HVDC) i koristi tehnologiju sekvencijalnog gašenja luka u dva medija istovremeno: sumporov heksafluorid i vakuum. U tu svrhu sastavlja se sljedeći uređaj.

Napon se primjenjuje na gornju sabirnicu hibridnog vakuumskog prekidača i uklanja s donje sabirnice SF6 prekidača.

Napajanja dva sklopna uređaja spojena su u seriju i njima upravljaju njihovi zasebni pogoni. Kako bi radili istovremeno, stvoren je uređaj za upravljanje sinkroniziranim koordinatnim radom, koji putem optičkog kanala prenosi naredbe upravljačkom mehanizmu s neovisnim napajanjem.

Zahvaljujući korištenju visokopreciznih tehnologija, dizajneri su uspjeli postići koordinaciju djelovanja pogona dvaju pogona, što se uklapa u vremenski interval manji od jedne mikrosekunde.

Prekidačem upravlja relejna zaštitna jedinica ugrađena u električni vod preko repetitora.

Hibridni prekidač omogućio je značajno povećanje učinkovitosti kompozitnih SF6 i vakuumskih struktura iskorištavanjem njihovih kombiniranih karakteristika. U isto vrijeme, bilo je moguće ostvariti prednosti u odnosu na druge analoge:

1. sposobnost pouzdanog isključivanja struja kratkog spoja pri visokom naponu;

2. mogućnost malih napora za provođenje prebacivanja energetskih elemenata, što je omogućilo značajno smanjenje dimenzija i, sukladno tome, cijene opreme;

3. dostupnost ispunjavanja različitih standarda za stvaranje struktura koje rade kao dio zasebnog prekidača ili kompaktnih uređaja jedne trafostanice;

4.sposobnost uklanjanja učinaka brzo rastućeg stresa tijekom oporavka;

5. Mogućnost formiranja osnovnog modula za rad s naponima do 145 kilovolti i više.

Izrazita značajka dizajna je mogućnost prekida električnog kruga u 5 milisekundi, što je gotovo nemoguće učiniti s uređajima za napajanje drugog dizajna.

Tehnološki pregled MIT-a (Massachusetts Institute of Technology) uvrstio je hibridni prekidač među deset najboljih dostignuća godine.

Drugi proizvođači električne opreme bave se sličnim istraživanjem. Postigli su i određene rezultate. Ali ABB je ispred njih po ovom pitanju. Njegova uprava vjeruje da joj AC prijenos uzrokuje velike gubitke. Oni se mogu znatno smanjiti korištenjem visokonaponskih strujnih krugova istosmjernog napona.