Hva er typene og typene effektbrytere i elektriske nettverk

Hovedforskjellen mellom disse bytteenhetene fra alle andre lignende enheter er den komplekse kombinasjonen av evner:

1. å opprettholde den nominelle belastningen i systemet i lang tid på grunn av pålitelig overføring av kraftige strømmer av elektrisitet gjennom kontaktene;

2. å beskytte driftsutstyr fra utilsiktet skade i den elektriske kretsen ved raskt å koble fra strømforsyningen fra den.

Under normale driftsforhold for utstyret kan operatøren manuelt bytte lasten med effektbryterne, forutsatt:

• forskjellige kraftordninger;

• endre nettverkskonfigurasjonen;

• ta utstyret ut av drift.

Nødsituasjoner i elektriske systemer oppstår umiddelbart og spontant. En person er ikke i stand til å reagere raskt på utseendet hans og iverksette tiltak for å eliminere dem. Denne funksjonen er tilordnet automatiske enheter innebygd i effektbryteren.

I elektrisitet aksepteres inndelingen av elektriske systemer etter type strøm:

• fast;

• vekslende sinusformet.

I tillegg er det en klassifisering av utstyr i henhold til størrelsen på spenningen for:

• lav spenning - mindre enn tusen volt;

• høy spenning - alt annet.

For alle typer av disse systemene er det laget egne effektbrytere designet for gjentatt drift.

AC-kretser

Denne kategorien av nøkler har et stort utvalg av modeller produsert av moderne produsenter. Den er klassifisert etter nettspenning og strømbelastning.

Elektrisk utstyr opp til 1000 volt

I henhold til kraften til den overførte elektrisiteten er automatiske brytere i vekselstrømkretser konvensjonelt delt inn i:

1. modulær;

2. i et støpt etui;

3. kraftluft.

Modulære design

Den spesifikke utformingen i form av små standardmoduler med et breddemultippel på 17,5 mm bestemmer navn og design med mulighet for montering på Din-skinne.

Den interne strukturen til en av disse effektbryterne er vist på bildet. Kroppen er laget utelukkende av et slitesterkt dielektrisk materiale som eliminerer elektrisk støt til en person.

Tilførsels- og utgangsledningene er koblet til henholdsvis øvre og nedre rekkeklemme. For manuell kontroll av brytertilstanden er en spak med to faste posisjoner installert:

• den øvre er designet for å levere strøm gjennom en lukket strømforsyningskontakt;

• nedenfor — gir et brudd i strømkretsen.

Hver av disse maskinene er designet for kontinuerlig drift til en viss verdi merkestrøm (Yin). Hvis belastningen blir større, brytes strømkontakten. For dette formålet er to typer beskyttelse plassert inne i esken:

1. termisk frigjøring;

2. strømavbrudd.

Prinsippet for deres drift gjør det mulig å forklare tidsstrømkarakteristikken, som uttrykker avhengigheten av beskyttelsesdriftstiden på belastningen eller feilstrømmen som går gjennom den.

Grafen vist på bildet er gitt for én spesifikk effektbryter når grensedriftssonen er valgt til 5 ÷ 10 ganger merkestrømmen.

Ved initial overbelastning, termisk frigjøring fra bimetall plate, som med økt strøm gradvis varmes opp, bøyer og virker på avstengningsmekanismen ikke umiddelbart, men med en viss tidsforsinkelse.

Dermed lar den små overbelastninger knyttet til en kortvarig tilkobling av brukere selvfjerne og eliminere unødvendige nedstengninger. Hvis belastningen gir kritisk oppvarming av ledninger og isolasjon, brytes strømkontakten.

Når det oppstår en nødstrøm i den beskyttede kretsen, som er i stand til å brenne utstyret med sin energi, trer en elektromagnetisk spole i aksjon. Med en impuls, på grunn av økningen i belastningen som har oppstått, kaster den kjernen på utløsningsmekanismen for umiddelbart å stoppe ut-av-grense-modusen.

Grafen viser at jo høyere kortslutningsstrømmene er, jo raskere utløses de av den elektromagnetiske utløsningen.

Husholdningens automatiske dampbeskytter fungerer etter de samme prinsippene.

Når store strømmer avbrytes, dannes en elektrisk lysbue, hvis energi kan brenne kontaktene. For å eliminere effekten, brukes et lysbueslukkekammer i strømbrytere, som deler lysbueutslippet i små bekker og slukker dem på grunn av kjøling.

Flere utskjæringer av modulære strukturer

Magnetiske turer er innstilt og tilpasset til å fungere med spesifikke belastninger fordi de skaper forskjellige transienter når de starter. For eksempel, når du slår på forskjellige lysarmaturer, kan den kortsiktige innkoblingsstrømmen på grunn av den endrede motstanden til glødetråden nærme seg tre ganger den nominelle verdien.

Derfor, for gruppen av stikkontakter av leiligheter og belysningskretser, er det vanlig å velge automatiske brytere med en strøm-tidskarakteristikk av typen «B». Det er 3 ÷ 5 tommer.

Induksjonsmotorer, når de roterer en drevet rotor, forårsaker større overbelastningsstrømmer. For dem, velg maskiner med karakteristisk «C» eller — 5 ÷ 10 In. På grunn av den opprettede reserven i tid og strøm, lar de motoren rotere og er garantert å gå inn i driftsmodus uten unødvendige nedstengninger.

I industriell produksjon, på metallskjæremaskiner og mekanismer, er det belastede drev koblet til motorer som skaper mer økt overbelastning. For slike formål brukes automatiske brytere med karakteristikk «D» med en vurdering på 10 ÷ 20 In. De har vist seg godt når de jobber i kretser med aktiv-induktive laster.

I tillegg har maskiner ytterligere tre typer standard tidsstrømegenskaper som brukes til spesielle formål:

1. "A" — for lange ledninger med aktiv belastning eller beskyttelse av halvlederenheter med en verdi på 2 ÷ 3 In;

2. "K" - for uttrykte induktive laster;

3. «Z» — for elektroniske enheter.

I den tekniske dokumentasjonen til ulike produsenter kan grenseverdien for de to siste typene avvike noe.

Støpte boksbrytere

Denne klassen av enheter kan bytte høyere strøm enn modulære design. Lasten deres kan nå verdier på opptil 3,2 kiloampere.

De produseres etter de samme prinsippene som modulære strukturer, men med tanke på de økte kravene for å overføre den økte belastningen, prøver de å gi dem relativt små dimensjoner og høy teknisk kvalitet.

Disse maskinene er konstruert for sikker drift i industrianlegg. I henhold til verdien av den nominelle strømmen er de betinget delt inn i tre grupper med muligheten til å bytte belastninger opp til 250, 1000 og 3200 ampere.

Strukturell utforming av kroppen deres: tre- eller firepolede modeller.

Strømbrytere for luft

De fungerer i industrielle installasjoner og tåler svært kraftige strømmer opp til 6,3 kiloampere.

Dette er de mest komplekse enhetene for å bytte lavspenningsenheter.De brukes til drift og beskyttelse av elektriske systemer som inngangs- og utgangsenheter for høyeffektsdistribusjonssystemer og for tilkobling av generatorer, transformatorer, kondensatorer eller kraftige elektriske motorer.

En skjematisk representasjon av deres indre struktur er vist på bildet.

Her benyttes nå dobbel utkobling av forsyningskontakten og lysbueslukkingskamre med gitter er installert på hver side av frakoblingen.

Driftsalgoritmen inkluderer lukkespolen, lukkefjæren, motordriften til fjærladningen og automatiseringselementene. En strømtransformator med beskyttelses- og målespole er integrert for å overvåke strømbelastningene.

Elektrisk utstyr over 1000 volt

Effektbrytere for høyspenningsutstyr er svært komplekse tekniske enheter og er laget strengt individuelt for hver spenningsklasse. De er ofte brukt av transformatorstasjoner.

Det stilles krav til dem:

• høy pålitelighet;

• sikkerhet;

• produktivitet;

• brukervennlighet;

• relativ stillhet under operasjonen;

• optimal pris.

Lastene som går i stykker høyspenningsbrytere ved nødstopp ledsaget av en meget sterk bue. Ulike metoder brukes for å slukke den, inkludert å bryte kretsen i et spesielt miljø.

Denne bryteren inkluderer:

• kontakt system;

• lysbueslukkingsanordning;

• strømførende deler;

• isolert hus;

• drivmekanisme.

En av disse koblingsenhetene er vist på bildet.

For høykvalitets drift av kretsen i slike strukturer, i tillegg til driftsspenningen, bør du vurdere:

• den nominelle verdien av laststrømmen for pålitelig overføring i på-tilstand;

• maksimal kortslutningsstrøm ved eff. verdi som avstengningsmekanismen tåler;

• tillatt komponent av den aperiodiske strømmen på tidspunktet for kretssvikt;

• automatisk gjenlukking og to AR-sykluser.

I henhold til metodene for å slukke lysbuen under tripping, er brytere klassifisert i:

• smør;

• vakuum;

• luft;

• SF6 gass;

• autogass;

• elektromagnetiske;

• autopneumatisk.

For pålitelig og praktisk drift er de utstyrt med en drivmekanisme som kan bruke en eller flere typer energi eller deres kombinasjoner:

• hevet våren;

• løftet last;

• trykklufttrykk;

• elektromagnetisk puls fra solenoiden.

Avhengig av bruksforholdene kan de lages med evnen til å arbeide ved spenninger fra én til 750 kilovolt inkludert. Naturligvis har de en annen design. dimensjoner, automatisk og fjernkontroll, beskyttelsesinnstillinger for sikker drift.

Hjelpesystemer til slike effektbrytere kan ha en svært kompleks forgrenet struktur og være plassert på tilleggspaneler i spesielle tekniske bygg.

DC-kretser

Disse nettverkene har også et stort antall svitsjer med forskjellige muligheter.

Elektrisk utstyr opp til 1000 volt

Moderne DIN-skinne monterbare modulære enheter er massivt presentert her.

De kompletterer med suksess klassene til gamle maskiner av denne typen AP-50, AE og lignende, som ble festet på veggene til panelene med skruforbindelser.

DC modulære design har samme struktur og driftsprinsipp som deres AC-motstykker. De kan utføres av en eller flere enheter og velges i henhold til belastningen.

Elektrisk utstyr over 1000 volt

Høyspente likestrømsbrytere brukes i elektrolyseanlegg, metallurgiske industrianlegg, jernbane- og urbane elektrifiserte transport- og kraftverk.

De viktigste tekniske kravene for driften av slike enheter tilsvarer deres vekselstrømsmotparter.

Hybrid effektbryter

Forskere fra det svensk-sveitsiske selskapet ABB klarte å utvikle en høyspent likestrømsbryter som kombinerer to kraftstrukturer i enheten:

1.SF6 gass;

2. vakuum.

Den kalles hybrid (HVDC) og bruker teknologien med sekvensiell lysbueslukking i to medier samtidig: svovelheksafluorid og vakuum. For dette formålet er følgende enhet satt sammen.

Spenning tilføres den øverste bussen til hybridvakuumbryteren og fjernes fra den nederste bussen til SF6-kretsbryteren.

Strømforsyningene til de to bryterenhetene er koblet i serie og styres av deres separate stasjoner. For at de skulle fungere samtidig, ble det opprettet en kontrollenhet for synkronisert koordinatdrift, som overfører kommandoer til en uavhengig drevet kontrollmekanisme via en optisk kanal.

Takket være bruken av høypresisjonsteknologier, var designerne i stand til å oppnå koordinering av handlingene til stasjonene til de to stasjonene, som passer inn i et tidsintervall på mindre enn ett mikrosekund.

Strømbryteren styres av en relébeskyttelsesenhet innebygd i kraftledningen gjennom en repeater.

Hybridbryteren gjorde det mulig å øke effektiviteten til kompositt SF6 og vakuumstrukturer betydelig ved å utnytte deres kombinerte egenskaper. Samtidig var det mulig å realisere fordelene i forhold til andre analoger:

1. evnen til pålitelig å slå av kortslutningsstrømmer ved høy spenning;

2. muligheten for liten innsats for å utføre bytte av kraftelementene, noe som gjorde det mulig å redusere dimensjonene betydelig og følgelig prisen på utstyret;

3. tilgjengeligheten av å møte ulike standarder for å lage strukturer som fungerer som en del av en separat strømbryter eller kompakte enheter til en transformatorstasjon;

4.evnen til å eliminere effekten av raskt økende stress under utvinning;

5. Evne til å danne en grunnmodul for arbeid med spenninger opp til 145 kilovolt og mer.

Et særtrekk ved designet er muligheten til å bryte en elektrisk krets på 5 millisekunder, noe som er nesten umulig å gjøre med strømenheter av en annen design.

Hybridbryteren ble rangert blant årets ti beste utviklinger av MIT (Massachusetts Institute of Technology) Technology Review.

Andre produsenter av elektrisk utstyr er engasjert i lignende forskning. De oppnådde også visse resultater. Men ABB ligger foran dem i denne saken. Ledelsen mener at AC-overføring forårsaker store tap. Disse kan reduseres kraftig ved å bruke likespennings høyspentkretser.