Gama standard de întreruptoare. Cum sunt luați în considerare curenții din întrerupătoarele. Cum se calculează curentul nominal necesar al întrerupătoarelor
Scopul principal al întrerupătoarelor utilizate în rețelele electrice de uz casnic este de a deconecta în timp util consumatorii în cazul unui scurtcircuit sau al depășirii valorii curentului nominal ca urmare a unei suprasarcini.
Pentru a putea îndeplini ambele funcții, oricine trebuie să fie echipat cu două tipuri de declanșatoare, dintre care unul (electromagnetic) reacționează la o creștere bruscă a curentului, iar celălalt (termic) deschide circuitul în cazul unei creșterea inacceptabilă a temperaturii conductorilor.
Neîndeplinirea funcțiilor protecției poate duce la încălzirea excesivă a elementelor rețelei, distrugerea acestora sau incendiu. Prin urmare, în timpul instalării sau reparațiilor, este extrem de important să selectați și să instalați corect dispozitivele sale de protecție.
Este destul de natural ca curentul și tensiunea nominală, precum și timpul de oprire, să fie diferite pentru diferite întreruptoare.
Pentru a înțelege criteriile și regulile care ghidează de obicei instalarea acestor dispozitive, ar trebui să aruncați o privire mai atentă asupra caracteristicilor tehnice ale acestora.
Cele mai multe dintre aceste caracteristici pot fi determinate pur și simplu uitându-se la marcajele corespunzătoare de pe corpul întreruptorului.
Curent nominal
Această caracteristică arată curentul maxim admisibil care poate trece prin acest dispozitiv pentru o perioadă lungă de timp fără a declanșa eliberarea termică.
Pentru a calcula această valoare pentru o linie monofazată separată, trebuie să împărțiți puterea totală a aparatelor electrice conectate la aceasta la tensiunea rețelei. De exemplu, cu o putere a consumatorului de 3 kW, curentul nominal va fi egal cu:
Tensiune nominală
Totul este foarte simplu aici; pentru o rețea monofazată ar trebui să alegeți mașini cu un rating de 230 V, iar pentru o rețea trifazată - 380 V.
Tipul caracteristicii timp-curent
Această caracteristică arată dependența vitezei de deconectare a contactelor de eliberare de cantitatea de curent care curge prin ele. Cert este că unele dispozitive folosite în rețelele electrice de uz casnic au curenți de pornire destul de mari, mult mai mari decât curenții nominali.
În rețelele electrice de uz casnic, se folosesc întrerupătoare care au trei tipuri de caracteristici timp-curent:
- B. Proiectat pentru liniile de alimentare și iluminat.
- C. Cel mai comun tip de întrerupătoare, utilizate pentru alimentarea consumatorilor care sunt mai puternici decât în cazul precedent (inclusiv motoare cu curenți de pornire mici). O astfel de mașină poate fi utilizată ca dispozitiv de deconectare de intrare în sistemul de alimentare cu energie al unui apartament sau al unei case private.
- Întreruptoarele cu acest tip de caracteristică sunt utilizate în principal pentru protejarea motoarelor electrice.
După cum se poate observa din figură, chiar dacă curentul din circuit depășește valoarea sa nominală de zece ori, mașina cu caracteristica D va opri circuitul cu o întârziere de 1 până la 2 s.
Capacitate nominală de rupere
Această caracteristică arată ce valoare maximă a curentului poate fi oprită de această mașină.
Numărul de poli
În rețelele monofazate se folosesc întrerupătoare cu unul sau doi poli. Pentru a instala un motor trifazat în circuitul de alimentare, se folosesc dispozitive cu trei poli și pentru a proteja consumatorii unei rețele trifazate cu patru fire (cu un zero dedicat), se folosesc întrerupătoare cu patru poli.
Dacă toate valorile de mai sus sunt determinate, atunci alegerea unui întrerupător pentru instalarea într-un apartament nu este deosebit de dificilă. Cu toate acestea, există câteva puncte mai importante la care ar trebui să acordați atenție atunci când instalați un sistem de protecție format din mai multe întrerupătoare.
- Pentru a asigura fiabilitatea maximă, este mai bine să utilizați mașini de la un singur producător.
- Valorile nominale de curent ale comutatoarelor trebuie selectate astfel încât să asigure selectivitatea sistemului de protecție automată. Adică, în caz de urgență, ar trebui să oprească doar partea din rețea în care a apărut o astfel de situație. Pentru a asigura acest parametru, este necesar să selectați dispozitive cu un curent nominal mare ca mașini generale.
- Pentru a evita achiziționarea unui dispozitiv de calitate scăzută sau care nu îndeplinește caracteristicile declarate, este mai bine să nu-l cumpărați de la furnizori neverificați. În acest scop, există magazine specializate sau, în mod ideal, dealeri autorizați de la producători de încredere.
Curentul care trece prin întrerupător este determinat de binecunoscuta lege a lui Ohm de mărimea tensiunii aplicate împărțită la rezistența circuitului conectat. Această poziție teoretică a ingineriei electrice stă la baza funcționării oricărei mașini.
În practică, tensiunea rețelei, de exemplu, 220 de volți, este menținută de dispozitivele automate ale organizației de furnizare a energiei în limitele specificate de standardele de stat și se modifică ușor în acest interval. Dacă depășește limitele GOST, este considerată o defecțiune sau un accident.
Întrerupătorul taie firul de fază al sursei de alimentare către lămpi, prize și alți consumatori. Când un aparat de ras electric și apoi un aspirator de spălat sunt alimentate de la priză, în ambele cazuri curentul trece prin mașină într-un circuit închis între fază și zero.
Dar, în primul caz va fi relativ mic, iar în al doilea - semnificativ: aceste dispozitive diferă ca rezistență. Ele creează sarcini diferite. Valoarea acestuia este monitorizată constant de protecția mașinii, oprindu-l în cazul abaterilor de la normă.
Cum trece curentul printr-un întrerupător?
Structural, mașina este creată în așa fel încât curentul să acționeze asupra elementelor amplasate secvenţial. Acestea includ:
borne de conectare a firelor cu șuruburi de prindere;
contacte de putere cu părțile mobile și staționare;
placă bimetală de eliberare termică;
electromagnet de întrerupere a curentului de scurtcircuit;
conductoare de legătură.
Calea curentului prin întrerupător este prezentată în imagine cu săgeți roșii.
Contactele mobile de putere sunt presate de cele staționare, creând un circuit electric continuu numai după ce operatorul rotește manual maneta de comandă. O condiție obligatorie pentru includere este absența situațiilor de urgență în circuitul comutat. Dacă apar, protecțiile de oprire automată încep imediat să funcționeze. Nu există altă modalitate de a porni mașina.
Dar puteți întrerupe aceste contacte, dezactivând alimentarea cu potențial de fază către consumatori, în două moduri:
manual prin readucerea manetei de comandă în poziția inițială;
automat de la activarea protecției.
Cum sunt create și funcționează elementele structurale ale unui întrerupător
Contacte de alimentare
Ele, la fel ca întregul design al întreruptorului, sunt concepute pentru a transmite o putere strict limitată. Nu poate fi depășit, deoarece altfel mașina va eșua și se va arde.
Caracteristica tehnică care limitează puterea maximă care trece prin contactele de putere este un indicator numit „Limitarea capacității de rupere”. Este desemnat prin indicele „Icu”.
Valoarea capacității maxime de întrerupere a unui întrerupător este stabilită în timpul proiectării sale dintr-o gamă standard de curenți, de obicei măsurată în kiloamperi. De exemplu, Icu poate fi 4 sau 6 sau chiar 100 sau mai mult kA.
Această valoare este indicată direct pe partea frontală a corpului mașinii, precum și alte caracteristici ale setărilor valorii curente.
Deci, un curent electric de la zero la 4000 de amperi poate trece în siguranță prin contactele de putere ale mașinii prezentate în imagine. AV-ul însuși va rezista în mod normal și îl va opri dacă apare o urgență în cablajul electric conectat la consumatori.
În acest scop, s-a făcut o distincție între curenții care circulă prin contactele de putere în:
1. nominală și de lucru;
2. urgență, inclusiv suprasarcină și scurtcircuite.
Care este curentul nominal al întreruptorului
Orice mașină este creată pentru a funcționa în anumite condiții tehnice. Acesta trebuie să asigure în mod fiabil trecerea curentului de sarcină de funcționare care circulă atât prin cablurile electrice, cât și prin consumatorii conectați.
Atunci când aleg o mașină pentru o rețea de uz casnic, utilizatorii iau adesea în considerare proprietățile conductoare ale cablajului sau doar puterea aparatelor electrice, făcând o greșeală: este necesar să se analizeze cuprinzător ambele probleme. Pentru că un comutator este un dispozitiv automat care este deja configurat să funcționeze atunci când sunt atinse anumite valori curente.
Când aceste condiții nu au apărut încă, iar curentul de funcționare prin mașină este mai mic. decât limita inferioară de oprire, contactele de alimentare sunt închise în mod fiabil. Limita superioară a acestui interval de funcționare este de obicei numită curent nominal, notat In.
Numărul „16” afișat în imagine înseamnă că curenții care trec prin contactele de putere, până la și inclusiv 16 amperi, vor fi transmise în mod fiabil de întrerupător către consumatorii conectați prin firele electrice.
Cum funcționează protecțiile
Toți curenții mai mari decât valoarea nominală duc la activarea protecției. Se numesc curenți de funcționare și sunt denumiți Iav.
Pentru oprirea automată, în interiorul corpului mașinii sunt montate două tipuri de dispozitive, care funcționează după diferite principii de oprire:
1. încălzirea și îndoirea bimetalului pentru a decupla zăvorul mecanic;
2. lovirea zăvorului cu o lovitură mecanică din miezul electromagnetului.
Eliberare termică
Funcționează prin îndoirea unei plăci compozite bimetalice atunci când este încălzită de un curent care trece prin ea și este răcită prin disiparea căldurii în mediu.
La această eliberare se aplică energia termică generată de curentul electric prin bimetalul care trece. Valoarea sa, după cum știm din legea Joule-Lenz, depinde de:
1. rezistența electrică a circuitului;
2. puterea curentului care curge;
3. şi timpul expunerii acestuia.
Dintre acești trei parametri, rezistența electrică practic nu se modifică într-un proces constant. Se ia in calcul doar in calculele teoretice. Când sarcina este comutată, curentul se modifică brusc. Prin urmare, alți doi parametri sunt mai importanți:
1. magnitudinea curentului electric;
2. momentul în care se produce.
Pentru a lua în considerare valoarea sa cu configurarea și funcționarea corectă a întreruptorului, se folosesc dispozitive speciale - contoare de rezistență ale acestei bucle.
Măsurarea lor face posibilă luarea în considerare a corecției introduse de rezistența suplimentară a firelor și, prin urmare, luarea în considerare cu precizie a curenților care trec în regim de urgență prin contactele de putere și protecția întreruptorului.
Cum este testat un întrerupător pentru curenții care trec prin el
Dupa fabricarea in productie pana la montarea intr-un circuit electric, produsele de la orice producator pot fi transportate pe distante mari sau depozitate in depozite pentru o perioada indelungata. În acest timp, este posibilă o scădere a calității sale din cauza încălcării caracteristicilor tehnice.
Prin urmare, atunci când sunt instalate într-un circuit, înainte de a-l pune în funcțiune, întreruptoarele trebuie testate pentru funcționalitate, care se numește de obicei încărcare.
Pentru a face acest lucru, un circuit special pentru încărcarea mașinii este asamblat în laboratorul de electricitate sau se folosește unul dintre numeroasele modele de standuri staționare sau portabile.
Întrerupătorul este testat conform curentului nominal indicat pe carcasă. Trebuie să reziste mult timp la valoarea sa.
Apoi mașina este supusă la suprasarcini și curenți de scurtcircuit, cărora trebuie să le reziste în timpul funcționării. În același timp, următoarele sunt măsurate și înregistrate în mod clar:
1. curenți de eliberare termică și protecție de întrerupere a curentului;
2. momentul în care aparatul este oprit din momentul simulării unei situații de urgență.
Unele modele de mașini vă permit să ajustați parametrii de ieșire în timpul încărcării. De exemplu, anumite tipuri de declanșări termice au o prindere cu șurub, care vă permite să reglați setarea de răspuns a plăcii bimetalice în anumite limite.
Toate caracteristicile măsurate sunt înregistrate cu mare precizie de instrumente de măsurare și introduse în raportul de inspecție și comparate cu cerințele GOST. După analiza acestora, se eliberează un certificat cu o concluzie privind adecvarea.
Încărcarea mașinii sub sarcină vă permite să identificați defectele și să preveniți posibilele incendii și leziuni electrice.
Astfel, curenții care trec prin întrerupătoarele sunt luați în considerare la proiectare, producție, testare și exploatare. În acest scop, au fost introduși termeni care iau în considerare cerințele GOST:
curent nominal;
suprasarcina;
scurt circuit;
curent de funcționare de protecție;
timpul de oprire a erorii.
În acest articol ne vom uita la principalele caracteristici ale întreruptoarelor pe care trebuie să le cunoașteți pentru a naviga corect atunci când le alegeți - acestea sunt curentul nominal și caracteristicile curentului de timp ale întrerupătoarelor.
Permiteți-mi să vă reamintesc că această publicație face parte dintr-o serie de articole și videoclipuri dedicate dispozitivelor de protecție electrică de la curs
Principalele caracteristici ale întreruptorului sunt indicate pe corpul acestuia, unde sunt aplicate și marca producătorului sau marca și numărul de catalog sau de serie.
Cea mai importantă caracteristică a unui întrerupător este curent nominal. Acesta este curentul maxim (în amperi) care poate trece prin întrerupător la nesfârșit fără a deconecta circuitul protejat. Când curentul care curge depășește această valoare, mașina este declanșată și deschide circuitul protejat.
Un număr de valori nominale ale curentului de întreruptoare sunt standardizate și sunt:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100A.
Curentul nominal al mașinii este indicat pe corpul său în amperi și corespunde temperaturii ambientale de +30˚С. Pe măsură ce temperatura crește, curentul nominal scade.
Când unii consumatori, de exemplu, frigidere, aspiratoare, compresoare etc., sunt conectați la rețeaua electrică, în circuit apar pentru scurt timp curenți de pornire, care pot fi de câteva ori mai mari decât curentul nominal al mașinii. Pentru un cablu, astfel de supratensiuni de curent pe termen scurt nu sunt periculoase.
Prin urmare, pentru ca mașina să nu se oprească de fiecare dată cu o mică creștere pe termen scurt a curentului în circuit, sunt utilizate mașini cu diferite tipuri de caracteristici timp-curent.
Astfel, următoarea caracteristică principală:
caracteristica timp-curent a funcționării întreruptorului- aceasta este dependența timpului de oprire a circuitului protejat de puterea curentului care circulă prin acesta. Curentul este indicat ca raport față de curentul nominal I/Inom, adică. de câte ori curentul care trece prin întrerupător depășește curentul nominal pentru un anumit întrerupător.
Importanța acestei caracteristici constă în faptul că mașinile cu aceeași se vor opri diferit (în funcție de tipul caracteristicii timp-curent). Acest lucru face posibilă reducerea numărului de alarme false prin utilizarea întrerupătoarelor cu caracteristici de curent diferite pentru diferite tipuri de sarcină,
Să luăm în considerare tipurile de caracteristici timp-curent:
— Tip A(2-3 valori nominale ale curentului) sunt utilizate pentru a proteja circuitele cu cabluri electrice lungi și pentru a proteja dispozitivele semiconductoare.
— Tip B(3-5 valori nominale ale curentului) sunt utilizate pentru protejarea circuitelor cu o multiplicitate redusă a curentului de pornire cu sarcină predominant activă (lămpi cu incandescență, încălzitoare, cuptoare, rețele de iluminat de uz general). Indicat pentru utilizare în apartamente și clădiri rezidențiale, unde sarcinile sunt în principal active.
— Tip C(5-10 valori nominale ale curentului) sunt folosite pentru protejarea circuitelor instalatiilor cu curenti de aprindere moderati - aparate de aer conditionat, frigidere, grupuri de prize pentru casa si birou, lămpi cu descărcare în gaz cu curent de pornire crescut.
— Tip D(10-20 de valori nominale ale curentului) sunt utilizate pentru protejarea circuitelor care alimentează instalațiile electrice cu curenți mari de pornire (compresoare, mecanisme de ridicare, pompe, mașini-unelte). Sunt instalate în principal în spații industriale.
— Tip K(8-12 valori de curent nominal) sunt utilizate pentru a proteja circuitele cu sarcini inductive.
— Tip Z(2,5-3,5 valori nominale ale curentului) sunt folosite pentru a proteja circuitele cu dispozitive electronice sensibile la supracurent.
În viața de zi cu zi ele sunt de obicei folosite cu caracteristicile B,C si foarte rar D. Tipul de caracteristică este indicat pe corpul mașinii cu o literă latină în fața valorii curentului nominal.
Marcajul „C16” de pe întrerupător va indica faptul că acesta are o declanșare instantanee de tip C (adică se declanșează la o valoare a curentului de 5 până la 10 valori ale curentului nominal) și un curent nominal de 16 A .
Caracteristica timp-curent a unui întrerupător este de obicei dată sub forma unui grafic. Axa orizontală indică multiplu al valorii curentului nominal, iar axa verticală indică timpul de funcționare al mașinii.
Gama largă de valori de pe grafic se datorează răspândirii parametrilor întreruptoarelor, care depind de temperatură - atât externă, cât și internă, deoarece întrerupătorul este încălzit de curentul electric care trece prin acesta, în special în modurile de urgență - prin curent de suprasarcină sau curent de scurtcircuit (SC).
Graficul arată că, cu o valoare de I/In≤1, timpul de oprire a întreruptorului tinde spre infinit. Cu alte cuvinte, atâta timp cât curentul care trece prin întrerupător este mai mic sau egal cu curentul nominal, întrerupătorul nu se va declanșa (declanșează).
Graficul arată, de asemenea, că cu cât valoarea I/In este mai mare (adică, cu cât curentul care trece prin întrerupător depășește curentul nominal), cu atât întrerupătorul se va opri mai repede.
Când un curent trece prin întrerupător, a cărui valoare este egală cu limita inferioară a domeniului de funcționare a declanșatorului electromagnetic (3In pentru „B”, 5In pentru „C” și 10In pentru „D”), acesta trebuie să se rotească. oprit într-un timp mai mare de 0,1 s.
Când curge un curent egal cu limita superioară a domeniului de funcționare a declanșatorului electromagnetic (5In pentru „B”, 10In pentru „C” și 20In pentru „D”), întrerupătorul se va opri în mai puțin de 0,1 s. Dacă curentul din circuitul principal se află în intervalul de curent de declanșare instantaneu, întrerupătorul de circuit se declanșează cu o întârziere mică sau fără întârziere (mai puțin de 0,1 s).
Întrerupătoare de circuit
Definiție: (Această definiție a unui întrerupător este în GOST R 50030.2.)
Comutator automat (abreviat ca comutator sau alegoric automat) - mecanic dispozitiv de comutare , permițându-vă să porniți, să treceți și să opriți curentul electric în condiții normale; porniți și transmiteți energia electrică pentru o perioadă de timp specificată și deconectați un circuit în anumite condiții anormale de circuit.
Scop:
(funcționalitatea (aplicarea) unui întrerupător)
- Funcția de protecție.
Întrerupătorul servește la protejarea rețelelor electrice și a diverșilor consumatori de energie de curenții de scurtcircuit (SC) și suprasarcină, precum și de căderile de tensiune inacceptabile.
Pentru a proteja împotriva scurtcircuitelor, poate fi utilizată o declanșare electromagnetică (în întrerupătoare de la 630A și mai sus, declanșatoare semiconductoare sau electronice).
Pentru protecția în zona de suprasarcină se folosește un declanșator termic (pentru întrerupătoarele de la 630A sau mai mult, se folosesc în acest scop declanșatoare semiconductoare sau electronice).
Pentru a proteja împotriva căderilor de tensiune inacceptabile, este activată un declanșator de subtensiune sau un declanșator de tensiune zero (opțional).
2. Funcția de control.
Comutatoarele automate permit pornirea/oprirea operațională manuală și automată a circuitului.
Pentru comutarea manuală, producătorul setează numărul de cicluri de operare pentru un anumit timp. Adesea, cu cât amperajul întreruptorului este mai mare, cu atât sunt permise mai puține operațiuni de comutare.
Pentru a controla de la distanță rețeaua, comutatorul trebuie să fie echipat cu o eliberare independentă (o opțiune personalizată suplimentară) sau o unitate electromagnetică.
3. Rolul întreruptorului.
Protecția obiectelor reutilizabile. Siguranța oferă o singură protecție (după aceea trebuie să schimbați inserția topită sau să înlocuiți siguranța în sine). Deși întrerupătorul implică controlul circuitului, un comutator este de obicei instalat în aceste scopuri. Grupul de contacte al comutatorului tolerează un număr limitat de comutări, iar costul comutatorului este mult mai mic.
Documente de reglementare (GOST) conform cărora sunt produse întrerupătoarele de circuit de joasă tensiune
Enumerăm standardele care reglementează producția și testarea întreruptoarelor de joasă tensiune:
GOST R 50345-99 - standard pentru întrerupătoarele de uz casnic (traducere originală a standardului internațional IEC 60898).
GOST R 50030.2-99 - standard pentru întrerupătoarele industriale (traducerea originală rusă a IEC 60947.2).
GOST 9098-78 este un document de reglementare pentru întrerupătoarele cu aer de joasă tensiune (standardul actual al Uniunii).
IEC (abrevierea engleză IEK) - International Electrotechnical Commission.
Clasificarea întreruptoarelor:
Întreruptoarele pot fi clasificate în funcție de următoarele caracteristici (nu este dată o listă completă de parametri, ci una parțială):
1. După categoria de aplicații: A și B.
A - întreruptoare neselective (funcționarea la curenți de scurtcircuit are loc fără întârziere);
B - întrerupătoare selective (în condiții de scurtcircuit este prevăzută o întârziere specificată pe termen scurt).
Selectivitate:
Selectivitatea la supracurent este atunci când, la conectarea a două întreruptoare în serie, concepute pentru a proteja împotriva scurtcircuitelor, întrerupătorul de circuit de la sarcină deconectează contactele fără a declanșa al doilea întrerupător.
Semnificația selectivității:
Comutatoarele cu curenți nominali de la 1000A sunt selective; sunt instalate în fața unui complex industrial, protejează circuitele de ramificare și consumatorii de energie. Să presupunem că are loc un scurtcircuit într-una dintre ramurile circuitului; atunci când un comutator de 1000 A sau mai mare este activat automat, întregul obiect va fi întrerupt complet. Pentru a preveni acest lucru, acestei mașini i se oferă selectivitate, adică se stabilește o anumită perioadă de timp după care (doar în caz că) va funcționa. Și în acest timp, se declanșează un întrerupător cu un amperaj mai mic, care va opri ramura specifică cu scurtcircuitul rezultat. În acest caz, instalația industrială funcționează fără o ramură, comutatorul de selectivitate nu funcționează.
2. După tipul de curent: curent continuu, curent alternativ; pentru curent alternativ și continuu.
Un exemplu de întrerupător de curent alternativ: întrerupător de circuit AE 2056.
Un exemplu de întrerupător automat pentru curent alternativ și continuu: întrerupător automat BA 04 36.
Domeniul (linia) de curenți nominali pentru întrerupătoarele de joasă tensiune (numerele - amperajul comutatorului):
1,6A; 2,5A; 4A; 6,3A; 10A; 16A; 25A; 31,5A; 40A; 50A; 63A
80A; 100A; 125A; 160A; 200A; 250A; 320A; 400A; 500A; 630A; 800A
1000A; 1600A; 2000A; 2500A; 4000A; 5000A; 6300A
Întrerupătoarele de până la 63A pot fi instalate în panourile de apartament și panourile de podea.
Următorul lanț de amperaje (80 - 800 de amperi) este tipic pentru comutatoarele utilizate în industrie în dispozitivele de distribuție de intrare.
Urmează amperajele întrerupătoarelor de circuit (peste 1000A), care sunt instalate în fața unor mari unități industriale; acestea au adesea selectivitate (întrerupătoare de intrare).
3. După mediul în care are loc oprirea: aer, vid, gaz.
Toate întreruptoarele din seria BA sunt acționate cu aer
4. După numărul de poli: unipolar, bipolar, tripolar și patru poli.
5. În funcție de prezența limitării curentului: limitatoare de curent și nelimitatoare de curent.
Întreruptoarele de limitare a curentului (de asemenea, neselective) sunt:
— cu acțiune rapidă (timpul de răspuns nu depășește 0,005 s);
— normal (timp de oprire în intervalul de la 0,02 la 0,1 s).
Întreruptoarele fără limitare de curent (de asemenea selective) vă permit să reglați timpul înainte ca contactele să se decupleze (nu mai mult de 1 secundă).
6. Pe tipuri de declanșări: cu declanșare de curent maxim (MCR), cu declanșare independentă (NR), cu declanșare de tensiune minimă (MRN) și cu declanșare de tensiune zero (NVR).
7. După tipul de acţionare: cu acţionare manuală, cu antrenare motor (electromagnetică), cu antrenare cu arc.
8. După metoda de instalare: staționar, retractabil, plug-in.
9. În funcție de gradul de protecție împotriva apei (umezeală, praf de apă în suspensie) și a obiectelor solide (unelte, degete, sonde, cuie etc.) furnizate de carcasă (carcasa întreruptorului) conform GOST 14254-96.
Proiectarea (principiul de funcționare) a unui întrerupător
Întrerupătorul este asamblat din mai multe componente: corpul mașinii, dispozitivul de comutare, mecanismul de comandă, jgheaburi de arc, declanșatoare de supracurent și unități de asamblare suplimentare (declanșator în șunt, contacte auxiliare, declanșator de subtensiune, declanșator de zero tensiune).
Corpul mașinii este realizat din material dielectric și garantează un grad specificat de protecție împotriva influențelor atmosferice și a contactului cu părțile sub tensiune sau mecanice ale corpurilor străine solide.
Dispozitivul de comutare este format din contacte mobile și fixe care se cuplează (funcționare întrerupător) și se decuplă (oprire automată sau manuală). Un stâlp de întrerupător este alcătuit dintr-o pereche de contacte, numărul de poli poate varia de la unu la patru, iar în fiecare stâlp este montată o jgheab de arc.
În zilele noastre, contactele de la punctul de aderență sunt adesea realizate din cermet pe bază de argint. Utilizarea argintului se datorează conductivității sale electrice ridicate și lipsei de oxidare în condiții normale.
Mecanismul de control este o acționare manuală independentă, care garantează închiderea și deschiderea instantanee a contactelor principale. Elementul de control este un mâner sau un buton.
Jgheabul de arc trebuie să asigure stingerea arcului în diferite moduri de rețea.
Există două tipuri de dispozitive de stingere a arcului electric utilizate în întrerupătoarele: semiînchise și deschise.
În varianta semiînchisă, mașina este închisă cu o carcasă în care sunt realizate fante pentru a permite evacuarea gazelor fierbinți. Zona de emisie a gazelor ionizate atinge o lungime de doar câțiva centimetri de la orificiile de evacuare. Această soluție este utilizată pentru echipamentele de joasă tensiune care sunt montate cu alte dispozitive, în tablouri de distribuție și la întrerupătoarele manuale.
La curenți de 100 kA și mai sus, sunt utilizate camere de tip deschis cu o zonă mare de emisie.
În întrerupătoarele de circuit, o rețea de stingere a arcului deionic constând din plăci metalice este utilizată pe scară largă. În circuitele AC cu tensiuni de până la 690 V, astfel de dispozitive sunt capabile să stingă un arc cu un curent de până la 50 kA. În circuitele DC cu tensiuni de până la 440 V, jgheaburile de arc realizate din plăci de oțel sting cu succes arcurile cu curenți de până la 55 kA. Stingerea arcului are loc destul de calm, cu eliberare minimă de gaze ionizate încălzite.
Declanșări de supracurent (MRT). Un întrerupător utilizează adesea o declanșare combinată - declanșatoare electromagnetice (instantanee) și termice.
Principiul de funcționare a unei declanșări electromagnetice este că un curent de sarcină este furnizat unei bobine cu o înfășurare din fir de cupru. În timpul funcționării normale, curentul nu provoacă mișcarea miezului; dar când curenții de scurtcircuit sunt mari, miezul este tras sau împins din bobină și acționează asupra mecanismului de declanșare.
Eliberarea termică este o placă bimetală, care este făcută din două metale presate cu expansiuni liniare diferite. Când curentul trece prin placă, acesta se încălzește și se îndoaie. Când apare o suprasarcină (curenți care depășesc valoarea nominală de 1,1 ori sau mai mult), placa se încălzește suficient și acționează asupra mecanismului de eliberare. Procesul de încălzire poate dura de la câteva minute până la o oră - timp după care se deschid contactele.
Producători (fabrici) de întrerupătoare
Câteva exemple:
- „Uzina de echipamente electrice Kursk” TM „KEAZ” (Kursk, Rusia);
- compania „IEK” (InterEnergoKomplekt în trecut);
- firma de electrotehnică „EKF electrotechnica”;
- Uzina Ulianovsk de echipamente de joasă tensiune „Kontactor”,
- "Uzina Divnogorsk de întreruptoare de joasă tensiune" (TM "DZNVA"),
- corporație internațională „General Electric” (General Electric, o divizie a GE Consumer & Industrial Power Protection).
Pentru a selecta un întrerupător pe baza puterii de sarcină, este necesar să se calculeze curentul de sarcină și să se selecteze valoarea nominală a întreruptorului mai mare sau egală cu valoarea obținută. Valoarea curentului exprimată în amperi într-o rețea monofazată de 220 V depășește de obicei de 5 ori valoarea puterii de sarcină exprimată în kilowați, adică dacă puterea receptorului electric (mașină de spălat, bec, frigider) este de 1,2 kW, atunci curentul care va curge în fir sau cablu este de 6,0 A (1,2 kW * 5 = 6,0 A). Calculat la 380 V, în rețelele trifazate, totul este similar, doar valoarea curentului depășește puterea de sarcină de 2 ori.
Factor de putere
Aceasta este o mărime fizică adimensională care caracterizează consumatorul de curent electric alternativ din punctul de vedere al prezenței unei componente reactive în sarcină. Factorul de putere arată cât de mult este defazat curentul alternativ care curge printr-o sarcină în raport cu tensiunea aplicată acesteia.
Numeric, factorul de putere este egal cu cosinus al acestui defazaj sau cos φ
Preluăm cosinus phi din Tabelul 6.12 din documentul de reglementare SP 31-110-2003 „Proiectarea și instalarea instalațiilor electrice ale clădirilor rezidențiale și publice”
Tabelul 1. Valoarea Cos φ în funcție de tipul de receptor de putere
Să luăm receptorul nostru de putere cu o putere de 1,2 kW. ca frigider monofazat de uz casnic la 220V, luăm cos φ din tabel ca 0,75 ca motor de la 1 la 4 kW.
Să calculăm curentul I=1200 W / 220V * 0,75 = 4,09 A.
Acum cel mai corect mod de a determina curentul unui receptor electric— luați valoarea curentă de pe plăcuța de identificare, pașaport sau instrucțiuni de utilizare. Există plăcuțe de identificare pe aproape toate aparatele electrice.
Întrerupătoare EKF
Curentul total din linie (de exemplu, o rețea de prize) este determinat prin însumarea curentului tuturor receptoarelor electrice. Pe baza curentului calculat, selectăm cel mai apropiat rating al întreruptorului automat, în sus. În exemplul nostru, pentru un curent de 4,09 A va fi o mașină de 6 A.
Este foarte important de reținut că alegerea unui întrerupător bazat numai pe puterea de sarcină este o încălcare gravă a cerințelor de siguranță la incendiu și poate duce la incendiu a cablului sau a izolației firului și, în consecință, la un incendiu. Atunci când alegeți, este necesar să luați în considerare și secțiunea transversală a firului sau cablului.
Pe baza puterii de sarcină, este mai corect să alegeți secțiunea transversală a conductorului. Cerințele de selecție sunt stabilite în principalul document de reglementare pentru electricieni numit PUE (Electrical Installation Rules), sau mai precis în Capitolul 1.3. În cazul nostru, pentru o rețea electrică de domiciliu, este suficient să calculați curentul de sarcină așa cum este indicat mai sus, iar în tabelul de mai jos selectați secțiunea transversală a conductorului, cu condiția ca valoarea rezultată să fie mai mică decât curentul admisibil pe termen lung. corespunzătoare secțiunii sale transversale.
Selectarea unei mașini în funcție de secțiunea transversală a cablului
Să luăm în considerare mai detaliat problema alegerii întrerupătoarelor pentru cablarea electrică a locuinței, ținând cont de cerințele de siguranță la incendiu.Cerințele necesare sunt stabilite în Capitolul 3.1 „Protecția rețelelor electrice de până la 1 kV”, deoarece tensiunea rețelei în privat case, apartamente și cabane este de 220 sau 380V.
Calculul secțiunii transversale a miezurilor de cablu și sârmă Tensiune 220V.
– reteaua monofazata este folosita in principal pentru prize si iluminat.
380V. - Acestea sunt în principal rețele de distribuție - linii electrice care circulă de-a lungul străzilor, de la care casele sunt legate prin ramuri.
Conform cerințelor capitolului de mai sus, rețelele interne ale clădirilor rezidențiale și publice trebuie protejate de curenții de scurtcircuit și suprasarcini. Pentru a îndeplini aceste cerințe, au fost inventate dispozitive de protecție numite întreruptoare.
Întrerupător automat
Acesta este un dispozitiv mecanic de comutare capabil să pornească, să transporte curenți în starea normală a circuitului și, de asemenea, să pornească, să conducă pentru un timp specificat și să oprească automat curenții în starea anormală specificată a circuitului, cum ar fi scurtcircuit și curenți de suprasarcină.
Scurtcircuit (SC)
o conexiune electrică a două puncte ale unui circuit electric cu valori potențiale diferite, neprevăzută de proiectarea dispozitivului și care perturbă funcționarea normală a acestuia. Un scurtcircuit poate apărea ca urmare a unei încălcări a izolației elementelor purtătoare de curent sau a contactului mecanic al elementelor neizolate. De asemenea, un scurtcircuit este o condiție când rezistența de sarcină este mai mică decât rezistența internă a sursei de alimentare.
Curentul de suprasarcină
– depășirea valorii nominale a curentului continuu admisibil și determinând supraîncălzirea conductorului Protecția împotriva curenților de scurtcircuit și supraîncălzire este necesară pentru securitatea la incendiu, pentru prevenirea incendiului de fire și cabluri și ca urmare a unui incendiu în casă .
Curentul admis continuu al cablului sau firului
- cantitatea de curent care circulă constant prin conductor și nu provoacă încălzire excesivă.
Valoarea curentului continuu admisibil pentru conductorii de diferite secțiuni și materiale este prezentată mai jos.Tabelul este o versiune combinată și simplificată aplicabilă rețelelor de alimentare cu energie electrică de uz casnic, tabelele nr. 1.3.6 și 1.3.7 PUE.
Selectarea unui întrerupător bazat pe curentul de scurtcircuit
Selectarea unui întrerupător pentru protecția împotriva scurtcircuitului (scurtcircuit) se realizează pe baza valorii calculate a curentului de scurtcircuit la capătul liniei. Calculul este relativ complicat, valoarea depinde de puterea postului de transformare, de secțiunea transversală a conductorului și de lungimea conductorului etc.
Din experiența efectuării calculelor și proiectării rețelelor electrice, cel mai influent parametru este lungimea liniei, în cazul nostru lungimea cablului de la panou la priză sau candelabru.
Deoarece în apartamente și case private, această lungime este minimă, atunci astfel de calcule sunt de obicei neglijate și sunt selectate întrerupătoarele cu caracteristica „C”; puteți, desigur, să utilizați „B”, dar numai pentru iluminarea în interiorul unui apartament sau al unei case, deoarece astfel de lămpi de putere redusă nu provoacă un curent de pornire mare și, deja în rețea pentru aparatele de bucătărie cu motoare electrice, utilizarea mașinilor cu caracteristica B nu este recomandată, deoarece mașina poate fi declanșată atunci când frigiderul sau blenderul este pornit din cauza unui salt în curentul de pornire.
Selectarea unei mașini pe baza curentului admisibil pe termen lung (LTC) al conductorului
Selectarea unui întrerupător de circuit pentru protecția împotriva suprasarcinii sau supraîncălzirii unui conductor se realizează pe baza valorii DDT pentru secțiunea protejată a firului sau cablului. Valoarea nominală a mașinii trebuie să fie mai mică sau egală cu valoarea DDT a conductorului indicată în tabelul de mai sus. Acest lucru asigură oprirea automată a mașinii atunci când DDT-ul din rețea este depășit, de ex. o parte a cablurilor de la mașină la ultimul receptor electric este protejată de supraîncălzire și, ca urmare, de incendiu.
Exemplu de selectare a întrerupătorului
Avem un grup din panou la care plănuim să conectăm o mașină de spălat vase -1,6 kW, o cafetieră - 0,6 kW și un fierbător electric - 2,0 kW.
Numărăm sarcina totală și calculăm curentul.
Sarcina = 0,6+1,6+2,0=4,2 kW. Curent = 4,2*5=21A.
Ne uităm la tabelul de mai sus; toate secțiunile transversale ale conductorului, cu excepția 1,5 mm2 pentru cupru și 1,5 și 2,5 pentru aluminiu, sunt potrivite pentru curentul pe care l-am calculat.
Alegem un cablu de cupru cu miezuri cu secțiunea transversală de 2,5 mm2, deoarece... Nu are sens să cumpărați un cablu cu o secțiune transversală mai mare pentru cupru, iar conductoarele de aluminiu nu sunt recomandate pentru utilizare și pot fi deja interzise.
Ne uităm la scara de denumiri a mașinilor produse - 0,5; 1,6; 2,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.
Întrerupătorul pentru rețeaua noastră este potrivit pentru 25A, deoarece nu este potrivit pentru 16A, deoarece curentul calculat (21A) depășește valoarea nominală a întreruptorului de 16A, ceea ce îl va face să se declanșeze atunci când toate cele trei receptoare de alimentare sunt pornite simultan. . O mașină de 32A nu este potrivită deoarece depășește DDT-ul cablului de 25A pe care l-am selectat, ceea ce poate provoca supraîncălzirea conductorului și, ca urmare, un incendiu.
Tabel rezumativ pentru selectarea unui întrerupător pentru o rețea monofazată de 220 V.
| Curentul nominal al întreruptorului, A. | Putere, kWt. | Curent, 1 faza, 220V. | Secțiunea nucleelor de cablu, mm2. |
| 16 | 0-2,8 | 0-15,0 | 1,5 |
| 25 | 2,9-4,5 | 15,5-24,1 | 2,5 |
| 32 | 4,6-5,8 | 24,6-31,0 | 4 |
| 40 | 5,9-7,3 | 31,6-39,0 | 6 |
| 50 | 7,4-9,1 | 39,6-48,7 | 10 |
| 63 | 9,2-11,4 | 49,2-61,0 | 16 |
| 80 | 11,5-14,6 | 61,5-78,1 | 25 |
| 100 | 14,7-18,0 | 78,6-96,3 | 35 |
| 125 | 18,1-22,5 | 96,8-120,3 | 50 |
| 160 | 22,6-28,5 | 120,9-152,4 | 70 |
| 200 | 28,6-35,1 | 152,9-187,7 | 95 |
| 250 | 36,1-45,1 | 193,0-241,2 | 120 |
| 315 | 46,1-55,1 | 246,5-294,7 | 185 |
Tabel rezumativ pentru selectarea unui întrerupător pentru o rețea trifazată de 380 V.
| Curent nominal automat comutator, A. | Putere, kWt. | Curent, 1 faza 220V. | Secțiunea transversală a miezului cablu, mm2. |
| 16 | 0-7,9 | 0-15 | 1,5 |
| 25 | 8,3-12,7 | 15,8-24,1 | 2,5 |
| 32 | 13,1-16,3 | 24,9-31,0 | 4 |
| 40 | 16,7-20,3 | 31,8-38,6 | 6 |
| 50 | 20,7-25,5 | 39,4-48,5 | 10 |
| 63 | 25,9-32,3 | 49,2-61,4 | 16 |
| 80 | 32,7-40,3 | 62,2-76,6 | 25 |
| 100 | 40,7-50,3 | 77,4-95,6 | 35 |
| 125 | 50,7-64,7 | 96,4-123,0 | 50 |
| 160 | 65,1-81,1 | 123,8-124,2 | 70 |
| 200 | 81,5-102,7 | 155,0-195,3 | 95 |
| 250 | 103,1-127,9 | 196,0-243,2 | 120 |
| 315 | 128,3-163,1 | 244,0-310,1 | 185 |
| 400 | 163,5-207,1 | 310,9-393,8 | 2x95* |
| 500 | 207,5-259,1 | 394,5-492,7 | 2x120* |
| 630 | 260,1-327,1 | 494,6-622,0 | 2x185* |
| 800 | 328,1-416,1 | 623,9-791,2 | 3x150* |
* - cablu dublu, două cabluri conectate în paralel, de exemplu 2 cabluri VVGng 5x120
Rezultate
Atunci când alegeți o mașină, este necesar să luați în considerare nu numai puterea de sarcină, ci și secțiunea transversală și materialul conductorului.
Pentru rețelele cu suprafețe mici protejate împotriva curenților de scurtcircuit, pot fi utilizate întrerupătoare cu caracteristica „C”
Valoarea nominală a mașinii trebuie să fie mai mică sau egală cu curentul admisibil pe termen lung al conductorului.
