Diferența dintre întreruptoarele de circuit DC și AC. Întrerupătoare într-o centrală solară

Încă de la începutul apariției electricității, inginerii au început să se gândească la siguranța rețelelor și dispozitivelor electrice împotriva supraîncărcărilor curente. Drept urmare, au fost proiectate multe dispozitive diferite, care se disting prin protecție fiabilă și de înaltă calitate. Una dintre cele mai recente evoluții este mașinile electrice automate.

Acest dispozitiv se numește automat deoarece este echipat cu o funcție de oprire a alimentării în regim automat în cazul unor scurtcircuite sau suprasarcini. Siguranțele convenționale trebuie înlocuite cu altele noi după declanșare, iar întreruptoarele pot fi pornite din nou după eliminarea cauzelor accidentului.

Un astfel de dispozitiv de protecție este necesar în orice circuit de rețea electrică. Un întrerupător va proteja o clădire sau o clădire de diferite situații de urgență:

• Incendii.
• Șocuri electrice pentru o persoană.
• Defecțiuni de cablare electrică.

Tipuri și caracteristici de design

Este necesar să cunoașteți informații despre tipurile existente de întrerupătoare pentru a selecta corect dispozitivul potrivit în timpul achiziției. Există o clasificare a mașinilor electrice în funcție de mai mulți parametri.

Capacitate de rupere

Această proprietate determină curentul de scurtcircuit la care mașina va deschide circuitul, oprind astfel rețeaua și dispozitivele care au fost conectate la rețea. Pe baza acestei proprietăți, mașinile sunt împărțite în:

• Întreruptoarele de circuit de 4500 de amperi sunt utilizate pentru a preveni defecțiunile la liniile electrice ale clădirilor rezidențiale mai vechi.
• La 6000 de amperi, sunt folosite pentru prevenirea accidentelor în timpul scurtcircuitelor în rețeaua de case din clădirile noi.
• La 10.000 de amperi, folosit in industrie pentru protejarea instalatiilor electrice. Un curent de această magnitudine poate apărea în imediata apropiere a unei substații.

Întrerupătorul se declanșează atunci când are loc un scurtcircuit, însoțit de apariția unei anumite cantități de curent.

Aparatul protejează cablurile electrice împotriva deteriorării izolației cauzate de un curent ridicat.

Numărul de poli

Această proprietate ne spune despre cel mai mare număr de fire care pot fi conectate la mașină pentru a oferi protecție. În cazul unui accident, tensiunea la acești poli este întreruptă.

Caracteristicile mașinilor cu un singur stâlp

Astfel de întrerupătoare electrice sunt cele mai simple în proiectare și servesc la protejarea secțiunilor individuale ale rețelei. La un astfel de întrerupător pot fi conectate două fire: intrare și ieșire.

Scopul acestor dispozitive este de a proteja cablurile electrice de suprasarcini și scurtcircuite ale firelor. Firul neutru este conectat la magistrala neutră, ocolind mașina. Împământarea este conectată separat.

Mașinile electrice cu un singur pol nu sunt introduse, deoarece atunci când este deconectat, faza este ruptă, iar firul neutru rămâne conectat la sursa de alimentare. Acest lucru nu oferă protecție 100%.

Proprietățile mașinilor cu doi poli

În cazurile în care o urgență necesită deconectarea completă de la rețeaua electrică, se folosesc întrerupătoare cu doi poli. Sunt folosite ca introductive. În situații de urgență sau în cazul unui scurtcircuit, toate cablurile electrice sunt oprite în același timp. Acest lucru face posibilă efectuarea lucrărilor de reparații și întreținere, precum și lucrări la echipamentele de conectare, deoarece siguranța completă este garantată.

Întreruptoarele electrice bipolare sunt utilizate atunci când este necesar să existe un întrerupător separat pentru un dispozitiv care funcționează pe o rețea de 220 de volți.

O mașină cu doi poli este conectată la dispozitiv folosind patru fire. Dintre acestea, două provin de la sursa de alimentare, iar celelalte două provin de la aceasta.

Întreruptoare electrice cu trei poli

Într-o rețea electrică care are trei faze, se folosesc întrerupătoare cu 3 poli. Împământarea este lăsată neprotejată, iar conductoarele de fază sunt conectate la poli.

Întrerupătorul tripolar servește ca dispozitiv de intrare pentru orice consumator de sarcină trifazat. Cel mai adesea, această versiune a mașinii este utilizată în condiții industriale pentru a alimenta motoare electrice.

Puteți conecta 6 conductori la mașină, dintre care trei sunt faze ale rețelei electrice, iar celelalte trei provin din mașină și sunt prevăzute cu protecție.

Folosind un întrerupător cu patru poli

Pentru a oferi protecție pentru o rețea trifazată cu un sistem cu patru fire de conductori (de exemplu, un motor electric conectat într-un circuit în stea), se utilizează un întrerupător cu 4 poli. Joacă rolul unui dispozitiv de intrare pentru o rețea cu patru fire.

Este posibil să conectați opt conductori la dispozitiv. Pe de o parte - trei faze și zero, pe de altă parte - ieșirea a trei faze cu zero.

Caracteristica timp-curent

Când dispozitivele care consumă energie electrică și rețeaua electrică funcționează normal, curentul circulă normal. Acest fenomen se aplică și mașinilor electrice. Dar, dacă curentul crește din diverse motive peste valoarea nominală, întrerupătorul este declanșat și circuitul este întrerupt.

Parametrul acestei operații se numește caracteristica timp-curent a mașinii electrice. Este o dependență de timpul de funcționare al mașinii și relația dintre curentul real care trece prin mașină și valoarea curentului nominal.

Importanța acestei caracteristici constă în faptul că asigură cel mai mic număr de alarme false pe de o parte, iar protecția curentă este asigurată pe de altă parte.

În industria energetică, există situații în care o creștere pe termen scurt a curentului nu este asociată cu un accident, iar protecția nu ar trebui să funcționeze. Același lucru se întâmplă și cu mașinile electrice.

Caracteristicile timp-curent determină după ce oră va funcționa protecția și ce parametri de curent vor apărea. Cu cât suprasarcina este mai mare, cu atât mașina va funcționa mai rapid.

Mașini electrice marcate cu „B”

Întrerupătoarele automate din categoria „B” se pot opri în 5 - 20 s. În acest caz, valoarea curentului variază de la 3 la 5 valori nominale ale curentului ≅0,02 s. Astfel de mașini sunt folosite pentru a proteja dispozitivele de uz casnic, precum și toate cablurile electrice ale apartamentelor și caselor.

Proprietățile mașinilor marcate cu „C”

Întreruptoarele electrice din această categorie se pot opri în 1 - 10 s, la 5 - 10 ori sarcina curentă ≅0,02 s. Acestea sunt folosite în multe zone, cele mai populare pentru case, apartamente și alte spații.

Semnificația marcajului "D" pe automat

Mașinile automate cu această clasă sunt utilizate în industrie și sunt realizate sub formă de versiuni cu 3 poli și 4 poli. Sunt folosite pentru a proteja motoare electrice puternice și diferite dispozitive trifazate. Timpul lor de funcționare este de până la 10 secunde, în timp ce curentul de funcționare poate depăși valoarea nominală de 14 ori. Acest lucru face posibilă utilizarea acestuia cu efectul necesar pentru a proteja diferite circuite.

Motoarele electrice cu putere semnificativă sunt cel mai adesea conectate prin mașini electrice cu caracteristica „D”, deoarece curentul de pornire este mare.

Curent nominal

Există 12 versiuni ale mașinilor, care diferă în caracteristicile curentului nominal de funcționare, de la 1 la 63 de amperi. Acest parametru determină viteza cu care mașina se oprește atunci când este atinsă valoarea limită curentă.

Pe baza acestei proprietăți, mașina este selectată ținând cont de secțiunea transversală a miezurilor de sârmă și de curentul permis.

Principiul de funcționare al mașinilor electrice

Modul normal

În timpul funcționării normale a mașinii, pârghia de comandă este armată, curentul trece prin cablul de alimentare de la borna de sus. În continuare, curentul curge către contactul fix, prin acesta către contactul mobil și printr-un fir flexibil către bobina solenoidului. După aceasta, curentul trece prin sârmă către placa bimetală a declanșării. De la acesta, curentul trece la terminalul inferior și mai departe la sarcină.

Modul de supraîncărcare

Acest mod apare atunci când curentul nominal al mașinii este depășit. Placa bimetalica este incalzita cu un curent mare, se indoaie si deschide circuitul. Acțiunea plăcii necesită timp, care depinde de valoarea curentului de trecere.

Întrerupătorul este un dispozitiv analogic. Există anumite dificultăți în a-l configura. Curentul de declanșare al declanșatorului este reglat din fabrică cu ajutorul unui șurub special de reglare. După ce placa s-a răcit, mașina poate funcționa din nou. Temperatura benzii bimetalice depinde de mediu.

Declanșarea nu acționează imediat, permițând curentului să revină la valoarea sa nominală. Dacă curentul nu scade, eliberarea se declanșează. Supraîncărcarea poate apărea din cauza dispozitivelor puternice de pe linie sau a conectării mai multor dispozitive simultan.

Modul de scurtcircuit

În acest mod, curentul crește foarte repede. Câmpul magnetic din bobina solenoidului mișcă miezul care activează eliberarea și deconectează contactele de alimentare, îndepărtând astfel sarcina de urgență a circuitului și protejând rețeaua de un posibil incendiu și distrugere.

O eliberare electromagnetică acționează instantaneu, ceea ce este diferit de o eliberare termică. Când contactele circuitului de operare se deschid, apare un arc electric, a cărui mărime depinde de curentul din circuit. Provoacă distrugerea contactelor. Pentru a preveni acest efect negativ, se realizează o jgheab cu arc, care constă din plăci paralele. În ea, arcul se estompează și dispare. Gazele rezultate sunt evacuate într-o gaură specială.

Conţinut:

Toate rețelele electrice folosesc un număr mare de dispozitive, a căror funcție principală este de a proteja liniile și echipamentele de suprasarcinile curente și scurtcircuite. Printre acestea, întreruptoarele de protecție a rețelei au devenit larg răspândite, efectuând nu numai protecție, ci și comutarea circuitelor. Astfel, întreruptoarele asigură pornirea și oprirea unor secțiuni specifice, protejându-le de suprasarcinile de curent prin deconectarea circuitelor protejate în cazul unor situații de urgență.

Tipuri de mașini electrice

Întreruptoarele sunt utilizate pe scară largă în sistemele de alimentare cu energie, oferind protecție fiabilă pentru circuitele și rețelele electrice, aparatele de uz casnic și echipamentele electrice. Sarcina lor principală este de a scoate circuitul la momentul potrivit prin oprirea curentului electric. Întrerupătorul este declanșat în timpul scurtcircuitelor, precum și atunci când firele se încălzesc din cauza supraîncărcărilor din rețea.

Întreruptoarele de rețea pot funcționa în circuite DC și AC, iar modelele universale pot funcționa în prezența oricărui curent electric în rețea. În funcție de design, acestea sunt împărțite în trei tipuri, care servesc drept bază pentru alte tipuri de întreruptoare:

• Pistoale cu aer comprimat. Sunt folosiți în producția industrială, unde curenții din circuite pot atinge câteva mii de amperi.
• Mașini într-o carcasă turnată. Se disting printr-o gamă largă de operare, variind de la 16 la 1000 A.
• Mașini modulare. Sunt utilizate pe scară largă în apartamente și case private. Numele lor se referă la lățimea standard, care este un multiplu de 17,5 mm, în funcție de numărul de stâlpi. Adică, mai multe comutatoare pot fi utilizate într-un singur bloc simultan.

Toate întreruptoarele sunt împărțite în funcție de curentul și tensiunea nominală, deoarece majoritatea dispozitivelor de protecție sunt instalate în rețele de 220 sau 380V.

Întreruptoarele pot fi limitatoare de curent sau nelimitatoare de curent. În primul caz, mașina este un comutator în care timpul de oprire este setat la o valoare extrem de mică, timp în care curenții de scurtcircuit nu au timp să atingă maximul.

Mașinile automate sunt clasificate după numărul de poli și pot fi cu unul, doi, trei și patru poli. Sunt echipate cu declanșatoare de tensiune maximă, independente, minimă sau zero. Viteza de răspuns este de mare importanță atunci când dispozitivele pot fi normale, rapide și selective. Unele dispozitive permit o combinație de caracteristici tehnice. Unele modele sunt echipate cu contacte libere, iar conductorii sunt conectați la acestea în moduri diferite.

Există o împărțire în diferite tipuri în funcție de proiectarea declanșatorului sau a întrerupătorului instalat în mașină. Aceste elemente joacă un rol important și sunt împărțite în magnetice și termice. În primul caz, întrerupătorul este un întrerupător de mare viteză și oferă protecție împotriva scurtcircuitelor. Timpul de răspuns variază de la 0,005 la 3-4 secunde. Declanșarea termică funcționează mult mai lent, deci este folosită în principal pentru protecția la suprasarcină. Baza elementului este o placă bimetală, care se încălzește la sarcini crescânde. Perioada de răspuns variază de la 3-4 secunde la câteva minute.

În plus, mașinile sunt împărțite după tipul de oprire sau după. Fiecare tip A, B, C, D, K, Z. De exemplu, tipul A este utilizat la deschiderea circuitelor care au o lungime semnificativă de cablare și protejează bine dispozitivele semiconductoare. Limita de funcționare este de 2-3 curenți nominali. Tipul B este utilizat în sistemele de iluminat de uz general și are un prag de funcționare de 3-5 curenți nominali. Informații mai detaliate despre fiecare tip de mașină pot fi preluate din tabel.

Tipuri de declanșări întreruptoare

Toate declanșatoarele utilizate în întrerupătoarele pot fi împărțite în două grupuri. Prima grupă include dispozitive care protejează circuitele electrice și sunt capabile să recunoască debutul unei situații critice atunci când apar supracurenți. Ca urmare a activării, dezvoltarea ulterioară a accidentului este oprită din cauza divergenței principalelor contacte de lucru.

Al doilea grup de versiuni este reprezentat de dispozitive suplimentare care nu sunt incluse în pachetul de bază al mașinilor. La cerere se pot instala următoarele:

• Declanșatoare independente capabile să deconecteze de la distanță întrerupătoarele atunci când se primește un semnal de la circuitul auxiliar.
• Declanșare de subtensiune. Oprește mașina dacă tensiunea scade sub limitele admise.
• Eliberare de tensiune zero. Contactele sale se deschid atunci când are loc o cădere semnificativă de tensiune.

Eliberare termică

Proba de degajare termică prezentată în figură este realizată sub forma unei plăci bimetalice. În timpul procesului de încălzire, se îndoaie, își schimbă forma și afectează mecanismul de eliberare. Pentru a produce o placă, două benzi metalice sunt conectate mecanic între ele. Materialul fiecărei benzi are un coeficient diferit de dilatare termică. Racordarea se face prin lipire, sudura sau nituire. Îndoirea plăcii se formează din cauza diferitelor modificări ale lungimii în timpul încălzirii. Declanșatoarele termice oferă protecție împotriva curenților de suprasarcină și pot fi configurate pentru un mod de funcționare specificat.

Principalul avantaj al degajării termice este rezistența ridicată la vibrații, absența pieselor de frecare și capacitatea de a lucra în condiții murdare. Ele se caracterizează prin simplitate a designului și costuri reduse. Dezavantajele includ consumul constant de energie, sensibilitatea la schimbările de temperatură și posibilitatea unor alarme false atunci când sunt încălzite de surse străine.

Declanșatoarele electromagnetice cu acțiune instantanee sunt de asemenea utilizate pe scară largă. Din punct de vedere structural, acestea sunt realizate sub forma unui solenoid cu un miez care actioneaza asupra mecanismului de eliberare. Când supracurent curge prin înfășurarea solenoidului, acesta creează un câmp magnetic care mișcă miezul și învinge simultan rezistența arcului de retur.

Declanșarea electromagnetică este configurată să se declanșeze în cazul unui scurtcircuit, a cărui valoare este de 2-20 ln. La rândul său, valoarea lui ln = 200 A. Eroarea de setări poate fi de 20% într-o direcție sau alta din valoarea specificată. Prin urmare, setările de declanșare pentru întrerupătoarele de circuit de putere sunt indicate în amperi sau ca multiplu al curentului nominal. Întreruptoarele modulare au caracteristici de protecție desemnate B (3-5), C (5-10) și D (10-50), unde valorile digitale corespund curentului nominal maxim ln la care are loc separarea contactelor.

Eliberare electromagnetică

Principalele avantaje ale declanșărilor electromagnetice sunt rezistența la vibrații, șocuri și alte influențe mecanice, precum și simplitatea designului, care facilitează repararea și întreținerea dispozitivului. Dezavantajele includ funcționarea instantanee, fără întârzieri, precum și crearea unui câmp magnetic în timpul funcționării.

Întârzierea este de mare importanță deoarece asigură selectivitatea. Dacă există selectivitate sau selectivitate, mașina de intrare recunoaște prezența unui scurtcircuit, dar acesta este omis pentru un anumit timp stabilit. În această perioadă de timp, dispozitivul de protecție din aval trebuie să aibă timp să funcționeze, oprind nu întregul obiect, ci doar zona deteriorată.

Destul de des, declanșatoarele termice și electromagnetice sunt utilizate împreună, prin conectarea ambelor elemente în serie. Această combinație se numește eliberare combinată sau termomagnetică.

Eliberare de semiconductor

Dispozitivele mai complexe includ lansări de semiconductori. Fiecare dintre ele include o unitate de control, transformatoare de instrument pentru curent alternativ sau amplificatoare magnetice pentru curent continuu, precum și un electromagnet de acționare care îndeplinește funcția de declanșare independentă. Folosind unitatea de control, este configurat un program definit de utilizator, sub îndrumarea căruia vor fi eliberate contactele principale.

În timpul procesului de setări, sunt efectuate următoarele acțiuni:

• Curentul nominal al mașinii este reglat
• Întârzierea în zonele de suprasarcină și scurtcircuit este reglată.
• Se determină setarea răspunsului la scurtcircuit.
• Configurarea comutatoarelor de protecție pentru a fi declanșate prin comutare monofazată.
• Setarea unui comutator care dezactivează întârzierea când un scurtcircuit schimbă modul selectivitate în modul instantaneu.

Lansare electronică

Designul eliberării electronice seamănă cu cel al unui dispozitiv semiconductor similar. De asemenea, constă dintr-un electromagnet, dispozitive de măsurare și o unitate de control. Valoarea curentului de funcționare și timpul de menținere sunt stabilite în trepte, asigurând funcționarea garantată în caz de scurtcircuit și curenți de pornire.

Avantajele acestor dispozitive sunt o varietate de setări și capacitatea de a alege, funcționarea programului instalat cu o precizie ridicată, prezența indicatorilor de performanță și motivele funcționării, comunicarea selectivă logică cu comutatoarele situate deasupra și sub mașină.

Dezavantajele includ prețul ridicat, fragilitatea unității de control și sensibilitatea la influența câmpurilor electromagnetice.

Pentru prima dată, gama de produse MPO Elektromontazh include întrerupătoare automate pentru comutarea și protejarea circuitelor DC de scurtcircuite și suprasarcini.

În principiu, dacă este absolut necesar, puteți instala și un întrerupător „variabil” într-un circuit „constant”, dar recalculați cu atenție valoarea nominală a curentului la 1,3–1,9 ori mai mult, deoarece atunci când curge curentul continuu, are loc o încălzire semnificativ mai mare a conductoarelor, inclusiv în interiorul dispozitivului. Dar de ce, dacă acum sunt deja special concepute și destinate.

Este vorba despre modele Schneider Electric C32 H-DC, bipolar, cu o capacitate de rupere de 10 kA, proiectate pentru curenți nominali de 2, 3, 6 și 10 A (nr. K8012–K8015 conform listei noastre de prețuri). Caracteristica de oprire - C (tipul de declanșare instantanee sau dependența timpului de oprire a sarcinii de valoarea curentului din circuitul principal al mașinii), adică setarea declanșării electromagnetice - în intervalul de la 5 la 10 valori a curentului nominal - In. Setare termică - (1,13–1,45) In. Astfel de parametri sunt tipici pentru rețelele de iluminat și instalațiile cu curenți de pornire moderati. Acestea pot fi sisteme de automatizare și control pentru procese industriale, transport și energie regenerabilă.

Pentru comutatoarele de curent continuu există o cerință de neclintit: respectați polaritatea conexiunii de alimentare, așa cum este indicată pe dispozitiv.

Întrerupătoarele pentru curent continuu și alternativ diferă nu numai prin dimensiunea contactelor - în primele sunt mai puternice, iar designul protecției (numărul de spire și diametrul firului) este oarecum diferit.

Dar principalul lucru este că câmpul magnetic constant din bobinele dispozitivului de protecție afectează miezul nu numai de multe ori mai puternic decât cel alternativ, care modifică tensiunea cu o frecvență de 50 Hz. Creează, în funcție de polaritate, fie un moment mecanic de retragere, fie de expulzare. Nu poți face o greșeală.

Noile noastre utilaje sunt montate pe o șină DIN, dimensiune - 2 module (36 mm), dimensiuni 81x76 mm, greutate 250 g.

Întreruptoarele automate, numite și „pachete”, sau pur și simplu întreruptoarele automate, sunt principalele mijloace de protecție împotriva scurtcircuitelor și suprasarcinelor. Am folosit întrerupătoare obișnuite de uz casnic cu protecție la scurtcircuit și protecție termică pentru supracurent încă de la începutul creării centralei mele eoliene-solare. Aceasta este probabil singura modalitate disponibilă de a oferi protecție împotriva scurtcircuitelor bateriilor, pentru a economisi cablurile în caz de urgență și consumatorii.

Și totuși mulți oameni care îmi urmăresc videoclipurile, dacă văd mașini obișnuite în centrala mea, scriu imediat că astfel de mașini nu pot fi folosite, aveți nevoie de altele speciale pentru curent continuu sau siguranțe. Un arc DC prea mare atunci când contactele sunt deconectate va arde mașina. Ei scriu că există pierderi mari la astfel de mașini. În general, am decis să descriu totul în detaliu așa cum este, susținut de experiență și cifre.

În acest articol voi vorbi în special despre mașinile cu denumirea „C”, acestea sunt cele mai comune mașini, sunt cele care se găsesc în majoritatea tablourilor electrice și sunt vândute în magazine. Mai jos, pe cabinele foto din centrala mea solară, acesta este un decuplator de 12 V.

Scurte caracteristici ale întreruptoarelor din clasa "C":

Caracteristicile C-automatelor. Mașinile „C” au o capacitate de suprasarcină mai mare în comparație cu mașinile desemnate „B” și „A”. Curentul de funcționare instantaneu al declanșării electromagnetice a mașinii are loc la curenți de 5-10 ori mai mari decât curentul indicat pe mașină. De exemplu, o mașină de 50 A va funcționa instantaneu la curenți de 250-500 A. Și o mașină automată de 10A va funcționa instantaneu la curenți de 50-100A. La același curent, declanșatorul termic funcționează în 1,5 secunde, iar funcționarea garantată a declanșatorului electromagnetic are loc la o suprasarcină de zece ori pentru curent alternativ și la o suprasarcină de 15 ori pentru circuitele de curent continuu.

Eliberare electromagnetică Este conceput pentru a salva de la un scurtcircuit și este declanșat de curent, dar la ce tensiune nu este în esență important. În practică, am testat mașinile la 10A, iar cu un curent de 12A, mașina a funcționat pentru prima dată în 30-40 de minute, apoi când s-a încălzit mult mai repede.

Eliberare termica (banda bimetalica) Funcționează în funcție de temperatură, iar cu cât curentul este mai mare, cu atât încălzirea plăcii este mai mare și timpul de răspuns este mai rapid. Cu un curent care circulă prin mașină egal cu valoarea sa nominală, mașina ar trebui să funcționeze în decurs de o oră, în funcție de temperatură. Aceasta este protecție dacă, de exemplu, sunt pornite prea multe dispozitive într-o linie, astfel încât firele să nu se supraîncălzească și izolația să nu se topească. Dacă curentul este dublu, mașina ar trebui să funcționeze într-un minut; cu cât se încălzește mai mult, cu atât mai rapid va funcționa eliberarea termică.

Acestea sunt caracteristicile mașinilor din clasa „C”, particularitatea este o capacitate mare de suprasarcină, astfel încât mașinile să nu fie dezafectate la pornirea sarcinilor cu curenți de pornire mari. Dar dacă ceva nu merge bine, ei fac o treabă bună de a proteja cablurile electrice.

Folosirea întreruptoarelor de curent alternativ pe curent continuu

Din punct de vedere structural, mașinile cu curent alternativ nu sunt diferite de mașinile cu curent continuu și cred că acesta este doar un truc de marketing pentru a vinde mașini mai scumpe, deoarece pentru desemnarea DC prețul este imediat înmulțit de 10 ori. Chiar și în industrie, mașinile automate convenționale sunt utilizate în circuitele DC.

Argumentul principal al oponenților unor astfel de mașini este, cum ar fi, un arc mare și puternic pe curent continuu, care va arde mașina și poate să ia foc, etc. Se spune că la curent alternativ, arcul în sine se stinge la trecere. zero. Dar dacă vizionați un videoclip în care aprind un arc la 220V DC și 220V AC, atunci nu există nicio diferență. Și cum foloseau sudorii mașini de sudură cu curent alternativ atunci dacă arcul se stinge la trecerea zero. Nu ar putea să-l aprindă pentru că s-ar stinge constant, dar arcul este stabil și electrozii ard perfect la fel ca la curent continuu. Mai jos este un videoclip despre asta.

Eu insumi am incercat de multe ori sa inchid intrerupatoarele la o baterie de 12V, iar intreruptoarele functioneaza perfect, si nimeni nu arde nimic, am incercat si eu sa inchid un intreruptor la o baterie de 24 volti.

În ceea ce privește pierderile la mitraliere, desigur că există pierderi, dar nu atât de mari pe cât se spune despre ele. De exemplu, cu un curent de 26A, pierderile la un întrerupător dublu de 50A sunt de aproximativ 0,02, acesta este un total de 0,04V*26=1,04 wați. Există mult mai multă pierdere în firele cu secțiune transversală insuficientă sau cu o lungime mai mare de cinci metri.

Cred că mașinile automate trebuie instalate și în niciun caz invertoarele și controlerele nu trebuie conectate direct la baterii sau alte dispozitive. Se întâmplă ca în astfel de dispozitive tranzistoarele de intrare să se ard și este bine dacă se ard doar cu puțin fum, dar se întâmplă ca în timpul arderii să se topească și să închidă contactele cristalului tranzistorului și să rezulte un scurtcircuit și apoi este posibil ca firul să nu poată rezista, firele vor începe să ardă și interiorul invertorului sau controlerului.

Nu am avut încă astfel de cazuri și nu au existat scurtcircuite mari. Dar a existat un caz când un mic convertor DC/DC a scurtcircuitat de la 12 la 5 volți. Acesta a fost conectat cu un fir subțire cu o secțiune transversală de 1,5 kV printr-un întrerupător de circuit de 10 A, iar când era închis, întrerupătorul nu a funcționat imediat deoarece curentul de scurtcircuit era mic. Sârma a reușit să se topească puțin, dar mașina a funcționat rapid și m-a salvat de un incendiu de sârmă și de probleme mari.

Am mai citit undeva că a început să ardă invertorul unei persoane, care a fost înșurubat la bornele bateriei cu un cablu gros și era imposibil să rupeți cablul cu mâinile. A trebuit să căutăm urgent un topor și să tăiem cablul, iar în timp ce căutam toporul invertorul a continuat să ardă. Și dacă în acel moment nu era nimeni în apropiere, sau dacă nu aveau timp și a început un incendiu...

Întreruptoarele de circuit DC sunt utilizate pentru a deconecta un circuit sub sarcină. La substațiile de tracțiune, întrerupătoarele sunt utilizate pentru a opri liniile de alimentare de 600 V în cazul suprasarcinilor și curenților de scurtcircuit și pentru a opri curentul invers al redresoarelor în caz de aprindere inversă sau defecțiune a supapelor (adică, scurtcircuite interne în paralel. funcţionarea unităţilor).

Stingerea unui arc electric prin întrerupătoare automate are loc în aer pe cornurile de stingere a arcului. Arcul poate fi extins folosind explozie magnetică sau în camere cu fante înguste.

În toate cazurile de deconectare a circuitului și de formare a unui arc electric, are loc o mișcare naturală ascendentă a arcului împreună cu mișcarea aerului încălzit de acesta, adică explozie termică.

Folosit în principal întrerupătoare de circuit de mare viteză.

Orez. 1. Oscilograme de curent și tensiune la oprirea curentului de scurtcircuit: a - cu un comutator cu acțiune lentă, b - cu un comutator de mare viteză

Timpul total T pentru oprirea unui curent de scurtcircuit sau suprasarcină de către un întrerupător este compus din trei părți principale (Fig. 1):

T = t o + t 1 + t 2

unde t0 este timpul de creștere a curentului în circuitul deconectat la valoarea curentului setat, adică la valoarea la care este declanșat dispozitivul de deconectare al întreruptorului; t1 este timpul de oprire propriu al comutatorului, adică timpul din momentul în care se atinge setarea curentă până când contactele comutatorului încep să diverge; t2 - timpul de ardere a arcului.

Timpul de creștere a curentului în circuitul t0 depinde de parametrii circuitului și de setarea comutatorului.

Timpul efectiv de oprire t1 depinde de tipul de comutator: pentru comutatoarele care nu sunt de mare viteză, timpul de oprire propriu este în intervalul 0,1-0,2 sec, pentru întrerupătoarele de mare viteză - 0,0015-0,005 sec.

Timpul de ardere a arcului t2 depinde de mărimea curentului comutat și de caracteristicile dispozitivelor de stingere a arcului electric ale întreruptorului.

Timpul total de oprire pentru un comutator cu acțiune lentă este de 0,15-0,3 secunde, pentru un comutator de mare viteză - 0,01 - 0,03 secunde.

Datorită timpului său de oprire intrinsec scurt, comutatorul de mare viteză limitează valoarea maximă a curentului de scurtcircuit din circuitul protejat.

La substațiile de tracțiune se folosesc întrerupătoare de curent continuu de mare viteză: VAB-2, AB-2/4, VAT-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 și altele.

Comutator VAB-2 este polarizat, adică răspunde la curent într-o singură direcție - înainte sau înapoi, în funcție de setarea comutatorului.

În fig. Figura 2 prezintă mecanismul electromagnetic al unui comutator de curent continuu.

Orez. 2. Mecanismul electromagnetic al comutatorului VAB-2: a - secțiunea comutatorului, b - limitele limitei de uzură a contactelor comutatorului VAB-2, (A - grosimea minimă a contactului fix este de 6 mm, B - grosimea minimă a contactului în mișcare este de 16 mm); 1 - bobină de susținere, 2 - circuit magnetic, 3 - bobină de comutare, 4 - armătură magnetică, 5 - grinda superioară de oțel, 6 - armătură, 7 - bobină principală, 8 - bobină de calibrare, 9 - circuit magnetic în formă de U, 10 - ieșire bobină purtătoare de curent, 11 - șurub de reglare, 12 - placă de șunt, 13 - conexiune flexibilă, 14 - opritor, 15 - pârghie de armătură, 16 - axa pârghiei de armătură, 17 - contact fix, 18 - contact mobil, 19 - pârghie de contact, 20 - pârghie de contact axă, 21 - axă cu rolă, 22 - pârghie de blocare, 23 - arcuri de declanșare, 24 - tijă, 25 - șuruburi de reglare, 26 - suport, 27 - miez bobină de susținere

Pârghia de ancorare 15 (Fig. 2, a) se rotește în jurul unei axe 16, trecută prin grinda de oțel superioară 5. În partea inferioară a pârghiei 15, constând din doi obraji de silumin, este prinsă o ancoră de oțel 6, iar în în partea superioară se află un manșon distanțier cu o axă 20, în jurul căruia se rotește pârghia de contact 19, realizată dintr-un set de plăci din duraluminiu.

În partea de sus a pârghiei de contact se află un contact mobil 18, iar în partea de jos există un sabot de cupru cu o conexiune flexibilă 13, cu ajutorul căruia contactul mobil este conectat la bobina principală de curent 7 și prin aceasta la borna 10. Opritoarele 14 sunt atașate la partea inferioară a pârghiei de contact pe ambele părți, iar pe partea dreaptă există o axă de oțel cu o rolă 21, la care sunt atașate două arcuri de declanșare 23, pe de cealaltă parte arcurile de declanșare sunt fixate cu șuruburi de reglare 25 într-un suport 26, montat fix pe o grindă de oțel 5.

În poziția decuplată, sistemul de pârghii (pârghie de armătură și pârghie de contact) este rotit prin deconectarea arcurilor 23 în jurul axei 16 până când armătura 6 se oprește în tija stângă a circuitului magnetic în formă de U.

Comutatorul 3 și menținând 1 bobine ale comutatorului primesc putere de la propriile nevoi DC.

Pentru a porni comutatorul, trebuie mai întâi să închideți circuitul bobinei de reținere 1, apoi circuitul bobinei de rotire 3. Direcția curentului în ambele bobine trebuie să fie astfel încât fluxurile magnetice create de acestea să se adună în dreapta. tija miezului circuitului magnetic 9, care servește ca miez al bobinei de rotire; atunci armătura 6 va fi atrasă de miezul bobinei de comutare, adică va fi în poziția „Pornit”. În acest caz, axa 20 împreună cu pârghia de contact 19 se vor întoarce spre stânga, arcurile de declanșare 23 se vor întinde și vor tinde să rotească pârghia de contact 19 în jurul axei 20.

Când întrerupătorul este oprit, armătura magnetică 4 se află la capătul miezului bobinei de rotire și, atunci când comutatorul este pornit, rămâne atrasă la capătul miezului de fluxul magnetic total al bobinelor de rotire și de reținere. Armătura magnetică 4 este conectată prin intermediul unei tije 24 la o pârghie de blocare 22, care împiedică rotirea pârghiei de contact până când contactul în mișcare se oprește pe cel fix. Prin urmare, rămâne un spațiu între contactele principale, care poate fi reglat prin modificarea lungimii tijei 24 și ar trebui să fie egal cu 1,5-4 mm.

Dacă eliminați tensiunea din bobina de comutare, forțele electromagnetice care țin armătura 4 în poziția atrasă vor scădea, iar arcurile 23, folosind pârghia de blocare 22 și tija 24, vor rupe armătura de la capătul miezului bobinei de comutare. și rotiți pârghia de contact până când contactele principale sunt închise. În consecință, contactele principale se vor închide numai după ce circuitul bobinei de comutare a fost deschis.

În acest fel, este implementat principiul eliberării libere a comutatoarelor VAB-2. Distanța dintre armătura magnetică 4 (altfel numită armătură cu declanșare liberă) și capătul miezului bobinei de comutare în poziția de pornire a comutatorului trebuie să fie între 1,5-4 mm.

Circuitul de control asigură furnizarea unui impuls de curent de scurtă durată către bobina de comutare, a cărui durată este suficientă doar pentru a avea timp pentru a muta armătura în poziția „Pornit”. După aceasta, circuitul bobinei de comutare este deschis automat.

Prezența deplasării gratuite poate fi verificată în felul următor. O bucată de hârtie este plasată între contactele principale și contactul contactorului este închis. Comutatorul este pornit, dar în timp ce contactul contactorului este închis, contactele principale nu ar trebui să se închidă și bucata de hârtie poate fi îndepărtată liber din spațiul dintre contacte De îndată ce contactul contactorului este deschis, armătura magnetică va fi rupt de la capătul miezului bobinei de rotire și contactele principale se vor închide. În acest caz, bucata de hârtie va fi prinsă între contacte și nu poate fi îndepărtată.

Când comutatorul este pornit, se aude un dublu ciocănit caracteristic: primul este de la ciocnirea armăturii și miezul bobinei de comutare, al doilea este de la ciocnirea contactelor principale închise.

Polarizarea comutatorului implică selectarea direcției curentului în bobina de reținere în funcție de direcția curentului din bobina curentului principal.

Pentru ca comutatorul să oprească circuitul atunci când direcția curentului din acesta se schimbă, direcția curentului din bobina de reținere este selectată în așa fel încât fluxurile magnetice create de bobina de reținere și bobina de curent principală să coincidă în direcția în miezul bobinei de pornire. Prin urmare, atunci când curentul curge în direcția înainte, curentul circuitului principal va ajuta la menținerea comutatorului în poziția pornit.

În modul de urgență, când direcția curentului principal se schimbă în direcția opusă, direcția fluxului magnetic creat de bobina de curent principal în miezul bobinei de pornire se va schimba, adică fluxul magnetic al bobinei de curent principal se va schimba. să fie îndreptată împotriva fluxului magnetic al bobinei de reținere și la o anumită valoare a curentului principal miezul bobinei de pornire va fi demagnetizat și arcurile de declanșare vor declanșa întrerupătorul. Performanța este determinată în mare măsură de faptul că, în timp ce fluxul magnetic din miezul bobinei de comutare scade, fluxul magnetic din miezul bobinei de curent principal crește.

Pentru ca comutatorul să oprească circuitul atunci când curentul crește peste curentul setat în direcția înainte, direcția curentului în bobina de reținere este selectată astfel încât fluxul magnetic al bobinei de reținere în miezul pornirii bobina este îndreptată împotriva fluxului magnetic al bobinei de curent principal atunci când curentul direct trece prin ea. În acest caz, cu o creștere a curentului principal, demagnetizarea miezului bobinei rotative crește și la o anumită valoare a curentului principal, egală sau depășind curentul setat, întrerupătorul este oprit.

Curentul de reglare în ambele cazuri este reglat prin modificarea valorii curentului a bobinei de reținere și modificarea intervalului δ1.

Valoarea curentă a bobinei de reținere este reglată prin modificarea valorii rezistenței suplimentare conectate în serie cu bobina.

Modificarea intervalului δ1 modifică rezistența fluxului magnetic al bobinei de curent principal. Pe măsură ce intervalul δ1 scade, rezistența magnetică scade și, în consecință, magnitudinea curentului de deconectare scade. Intervalul δ1 este modificat folosind șurubul de reglare 11.

Distanța δ2 dintre opritoarele 14 și obrajii pârghiei armăturii 15 în poziția de pornire a comutatorului caracterizează calitatea închiderii contactelor principale și ar trebui să fie între 2-5 mm. Instalația produce întrerupătoare cu un spațiu δ2 egal cu 4-5 mm. Mărimea spațiului δ2 determină unghiul de rotație al pârghiei de contact 19 în jurul axei 20.

Absența unui spațiu δ2 (opritoarele 14 sunt în contact cu obrajii pârghiei armăturii 15) indică un contact slab sau lipsa contactului între contactele principale. Un spațiu δ2 mai mic de 2 sau mai mare de 5 mm indică faptul că contactele principale sunt în contact doar la marginea inferioară sau superioară. Intervalul δ2 poate fi mic din cauza uzurii mari a contactelor, care în acest caz sunt înlocuite.

Dacă dimensiunile contactului sunt suficiente, atunci intervalul δ2 este ajustat prin deplasarea întregului mecanism de comutare de-a lungul cadrului comutatorului. Pentru deplasarea mecanismului se eliberează cele două șuruburi care fixează mecanismul de cadru.

Distanța dintre contactele principale în poziția oprită trebuie să fie de 18-22 mm. Apăsarea contactelor principale pentru comutatoarele cu un curent nominal de până la 2000 A inclusiv ar trebui să fie în intervalul 20-26 kg, iar pentru comutatoarele cu un curent nominal de 3000 A - în intervalul 26-30 kg.

În fig. 2, b prezintă sistemul de comutare mobil cu desemnarea limitei de uzură a contactului. Contactul mobil este considerat uzat când dimensiunea B devine mai mică de 16 mm, iar contactul fix când dimensiunea A devine mai mică de 6 mm.

În fig. Figura 3 prezintă o diagramă de control detaliată pentru comutatorul VAB-2. Circuitul asigură furnizarea unui impuls de scurtă durată bobinei de comutare și nu permite pornirea repetată atunci când butonul de alimentare este apăsat o perioadă lungă de timp, adică oferă protecție împotriva „sunetului”. Bobina de reținere curge constant cu curent.

Pentru a porni comutatorul, apăsați butonul „Pornit”, închizând astfel circuitul bobinelor contactorului K și blocarea RB. În acest caz, este activat doar contactorul, care închide circuitul bobinei de comutare VK.

De îndată ce armătura ia poziția „Pornit”, contactele blocului de închidere ale comutatorului BA se vor închide și contactele de întrerupere se vor deschide. Unul dintre contactele blocului ocolește bobina contactorului K, care întrerupe circuitul bobinei de comutare. În acest caz, întreaga tensiune a rețelei va fi aplicată bobinei releului de blocare RB, care, atunci când este activat, ocolește din nou bobina contactorului cu contactele sale.

Pentru a reporni comutatorul, trebuie să deschideți butonul de pornire și să îl închideți din nou.

Rezistența de descărcare CP, conectată în paralel cu bobina de reținere DC, servește la reducerea supratensiunii atunci când circuitul bobinei este deschis. Rezistența reglabilă a LED-ului face posibilă schimbarea curentului bobinei de reținere.

Curentul nominal al bobinei de reținere la o tensiune de 110 V este de 0,5 A, iar curentul nominal al bobinei de rotație la aceeași tensiune și conexiune paralelă a ambelor secțiuni este de 80 A.

Orez. 3. Circuit electric pentru controlul comutatorului VAB-2: Oprit. - buton de oprire, DK - bobină de menținere, SD - rezistență suplimentară, CP - rezistență de descărcare, BA - blocarea contactelor comutatorului, LK, LZ - lămpi de semnalizare roșii și verzi, Aprins. - buton de alimentare, K - contactor și contactul acestuia, RB - releu de blocare și contactul acestuia, VK - bobina de pornire, AP - comutator automat

Fluctuațiile de tensiune în circuitele de funcționare sunt permise de la - 20% la + 10% din tensiunea nominală.

Timpul total de oprire a circuitului folosind comutatorul VAB-2 este de 0,02-0,04 secunde.

Stingerea arcului atunci când întrerupătorul de circuit se întrerupe sub sarcină are loc în camera de stingere a arcului cu ajutorul exploziei magnetice.

Bobina de suflare magnetică este de obicei conectată în serie cu contactul principal fix al comutatorului și este o bobină a barei colectoare principale care transportă curent, în interiorul căreia există un miez din bandă de oțel. Pentru a concentra câmpul magnetic în zona de formare a arcului pe contacte, miezul bobinei de suflare magnetică a comutatoarelor are piese polare.

Camera de stingere a arcului (Fig. 4) este o cutie plată din azbociment, în interiorul căreia se află două despărțitori longitudinale 4. În cameră este instalat un corn 1, în interiorul căruia trece axa de rotație a camerei. Acest claxon este conectat electric la un contact în mișcare. Celălalt claxon 7 este montat pe un contact fix. Pentru a asigura o tranziție rapidă a arcului de la contactul în mișcare la cornul 1, distanța cornului de la contact nu trebuie să fie mai mare de 2-3 mm.

Arcul electric care apare atunci când este deconectat între contactele 2 și 6 sub influența câmpului magnetic puternic al bobinei de suflare magnetică 5 este suflat rapid pe coarnele 1 și 7, se prelungește, este răcit de fluxul de aer care se apropie și de pereții bobinei. camera în golurile înguste dintre pereți despărțitori și se stinge rapid. Se recomandă introducerea plăcilor ceramice în pereții camerei din zona de stingere a arcului.

Camerele de suprimare a arcului întrerupătoarelor pentru tensiuni de 1500 V și mai mari (Fig. 5) diferă de camerele pentru tensiuni de 600 V prin dimensiunile lor de gabarit mai mari și prezența în pereții exteriori a găurilor pentru evacuarea gazelor și a dispozitivelor suplimentare de suflare magnetică.

Orez. 4. Camera de suprimare a arcului a comutatorului VAB-2 pentru o tensiune de 600 V: 1 și 7 - claxoane, 2 - contact mobil, 3 - pereți exteriori, 4 - pereți longitudinali, 5 - bobină de suflare magnetică, 6 - contact fix

Orez. 5. Camera de suprimare a arcului a comutatorului VAB-2 pentru o tensiune de 1500 V: a - proiectarea camerei, b - circuit de suprimare a arcului cu explozie magnetică suplimentară; 1 - contact mobil, 2 - contact fix, 3 - bobină de suflare magnetică, 4 și 8 - claxone, 5 și 6 - claxone auxiliare, 7 - bobina de suflare magnetică auxiliară, I, II, III, IV - poziția arcului în timpul procesul de stingere

Dispozitivul suplimentar de suflare magnetică este format din două cornuri auxiliare 5 și 6, între care este conectată o bobină 7, pe măsură ce arcul se prelungește, acesta începe să se închidă prin cornurile auxiliare și bobina, care, datorită fluxului de curent prin acesta,. creează o explozie magnetică suplimentară. Toate camerele au capace de stâlpi din metal la exterior.

Pentru stingerea rapidă și stabilă a arcului, divergența contactului trebuie să fie de cel puțin 4-5 mm.

Corpul comutatorului este realizat din material nemagnetic - silumin - și este conectat la un contact în mișcare, prin urmare este sub tensiune maximă de funcționare în timpul funcționării.

Comutator DC automat de mare viteză VAT-42

Funcționarea întrerupătoarelor de curent continuu

În timpul funcționării, este necesar să se monitorizeze starea contactelor principale. Căderea de tensiune între ele la sarcina nominală ar trebui să fie de 30 mV.

Contactele sunt curățate de oxid folosind o perie de sârmă (perie de periere). Când apare căderea, acestea sunt îndepărtate cu o pilă, dar contactele nu trebuie pilite pentru a-și restabili forma plată inițială, deoarece aceasta duce la o uzură rapidă.

Este necesar să curățați periodic pereții camerei de stingere a arcului de depuneri de cupru și carbon.

La inspectarea unui întrerupător de curent continuu, se verifică izolarea bobinelor de reținere și de comutare în raport cu carcasa, precum și rezistența de izolație a pereților camerei de stingere a arcului. Izolarea camerei de suprimare a arcului se verifică prin aplicarea tensiunii între contactele principale mobile și fixe cu camera închisă.

Înainte de a pune comutatorul în funcțiune după reparații sau depozitare pe termen lung, camera acestuia trebuie uscată timp de 10-12 ore la o temperatură de 100-110 ° C.

După uscare, camera se instalează pe întrerupător și se măsoară rezistența de izolație între două puncte ale camerei situate vizavi de contactele mobile și fixe atunci când acestea sunt deschise. Această rezistență trebuie să fie de cel puțin 20 mOhm.

Calibrarea setărilor comutatorului se efectuează în laborator folosind curentul primit de la un generator de joasă tensiune cu o tensiune nominală de 6-12 V.

La substație, întreruptoarele sunt calibrate folosind curentul de sarcină sau folosind un reostat de sarcină la o tensiune nominală de 600 V. O metodă de calibrare a comutatoarelor DC poate fi recomandată folosind o bobină de calibrare de 300 de spire de sârmă PEL cu diametrul de 0,6 mm montată pe miezul bobinei de curent principal. Prin trecerea curentului continuu prin bobină, valoarea de setare a curentului este determinată pe baza numărului de spire de amperi în momentul în care comutatorul este oprit. Întrerupătoarele primei versiuni, produse mai devreme, diferă de întrerupătoarele celei de-a doua versiuni prin prezența unui amortizor de ulei.