Quins són els tipus i tipus d'interruptors de les xarxes elèctriques

La principal diferència entre aquests dispositius de commutació de tots els altres dispositius similars és la complexa combinació de capacitats:

1. mantenir la càrrega nominal del sistema durant molt de temps a causa de la transmissió fiable de potents corrents d'electricitat a través dels seus contactes;

2. protegir els equips operatius de danys accidentals en el circuit elèctric desconnectant ràpidament la font d'alimentació.

En condicions normals de funcionament de l'equip, l'operador pot canviar manualment la càrrega amb els interruptors automàtics, proporcionant:

• diferents esquemes de poder;

• canviar la configuració de la xarxa;

• retirar l'equip del funcionament.

Les situacions d'emergència en els sistemes elèctrics es produeixen de manera immediata i espontània. Una persona no és capaç de reaccionar ràpidament a la seva aparença i prendre mesures per eliminar-les. Aquesta funció s'assigna als dispositius automàtics integrats en l'interruptor.

En electricitat, s'accepta la divisió dels sistemes elèctrics per tipus de corrent:

• permanent;

• sinusoïdal alternant.

A més, hi ha una classificació dels equips segons la magnitud de la tensió per:

• baixa tensió - menys de mil volts;

• alt voltatge - tota la resta.

Per a tots els tipus d'aquests sistemes, s'han creat els seus propis interruptors automàtics dissenyats per a un funcionament repetit.

Circuits de CA

Aquesta categoria de claus té una gran varietat de models produïts per fabricants moderns. Es classifica per tensió de xarxa i càrrega de corrent.

Equips elèctrics fins a 1000 volts

Segons la potència de l'electricitat transmesa, els interruptors automàtics en circuits de corrent altern es divideixen convencionalment en:

1. modular;

2. en un estoig modelat;

3. aire de potència.

Dissenys modulars

El disseny específic en forma de petits mòduls estàndard amb una amplada múltiple de 17,5 mm determina el seu nom i disseny amb la possibilitat de muntar-se en carril Din.

L'estructura interna d'un d'aquests interruptors es mostra a la foto. El seu cos està fet totalment d'un material dielèctric durador que elimina descàrrega elèctrica a una persona.

Els cables d'alimentació i sortida estan connectats al bloc de terminals superior i inferior respectivament. Per al control manual de l'estat de l'interruptor, s'instal·la una palanca amb dues posicions fixes:

• el superior està dissenyat per subministrar corrent mitjançant un contacte d'alimentació tancat;

• a continuació: proporciona una interrupció al circuit de potència.

Cadascuna d'aquestes màquines està dissenyada per a un funcionament continu a un valor determinat corrent nominal (Yin). Si la càrrega augmenta, el contacte de potència es trenca. Amb aquesta finalitat, es col·loquen dos tipus de protecció dins de la caixa:

1. alliberament tèrmic;

2. interrupció actual.

El principi del seu funcionament permet explicar la característica de corrent temporal, que expressa la dependència del temps de funcionament de la protecció de la càrrega o corrent de falla que la travessa.

El gràfic que es mostra a la foto es dóna per a un interruptor específic quan la zona de funcionament límit es selecciona a 5 ÷ 10 vegades el corrent nominal.

En cas de sobrecàrrega inicial, alliberament tèrmic de placa bimetàl·lica, que amb un corrent augmentat s'escalfa gradualment, es doblega i actua sobre el mecanisme d'apagada no immediatament, sinó amb un cert retard.

Així, permet que les petites sobrecàrregues associades a una connexió a curt termini dels usuaris s'autoeliminin i s'eliminin les parades innecessàries. Si la càrrega proporciona un escalfament crític del cablejat i l'aïllament, el contacte d'alimentació es trenca.

Quan es produeix un corrent d'emergència al circuit protegit, capaç de cremar l'equip amb la seva energia, llavors entra en acció una bobina electromagnètica. Amb un impuls, a causa de l'augment de càrrega que s'ha produït, llança el nucli sobre el mecanisme de desplaçament per aturar immediatament el mode fora de límits.

El gràfic mostra que com més alts són els corrents de curtcircuit, més ràpid s'encenen per l'alliberament electromagnètic.

El protector de vapor automàtic domèstic funciona amb els mateixos principis.

Quan s'interrompen grans corrents, es crea un arc elèctric, l'energia del qual pot cremar els contactes. Per eliminar el seu efecte, s'utilitza una cambra d'extinció d'arc en els interruptors automàtics, que divideix la descàrrega de l'arc en petits corrents i els apaga a causa del refredament.

Múltiples retalls d'estructures modulars

Els viatges magnètics s'ajusten i s'ajusten per treballar amb càrregues específiques perquè creen diferents transitoris quan s'inicien. Per exemple, quan s'encenen diversos accessoris d'il·luminació, el corrent d'entrada a curt termini a causa de la resistència canviant del filament pot acostar-se a tres vegades el valor nominal.

Per tant, per al grup de preses d'apartaments i circuits d'il·luminació, s'acostuma a triar interruptors automàtics amb una característica de temps actual del tipus «B». Això és 3 ÷ 5 polzades.

Els motors d'inducció, quan fan girar un rotor accionat, provoquen corrents de sobrecàrrega més grans. Per a ells, trieu màquines amb la característica «C» o — 5 ÷ 10 In. A causa de la reserva creada en temps i corrent, permeten que el motor giri i es garanteix l'entrada al mode de funcionament sense parades innecessàries.

En la producció industrial, en màquines i mecanismes de tall de metalls, hi ha accionaments carregats connectats a motors que creen més sobrecàrregues augmentades. Per a aquests propòsits, s'utilitzen interruptors automàtics amb característica «D» amb un valor nominal de 10 ÷ 20 In. S'han demostrat bé quan treballen en circuits amb càrregues actives-inductives.

A més, les màquines tenen tres tipus més de característiques estàndard temps-corrent que s'utilitzen amb finalitats especials:

1. "A" - per a cablejat llarg amb una càrrega activa o protecció de dispositius semiconductors amb un valor de 2 ÷ 3 In;

2. "K" - per a càrregues inductives expressades;

3. «Z» — per a dispositius electrònics.

A la documentació tècnica de diferents fabricants, el valor límit dels dos últims tipus pot diferir lleugerament.

Interruptors de caixa modelada

Aquesta classe de dispositius pot canviar corrents més alts que els dissenys modulars. La seva càrrega pot arribar a valors de fins a 3,2 kiloamperies.

Es fabriquen segons els mateixos principis que les estructures modulars, però tenint en compte l'augment dels requisits per transmetre l'augment de càrrega, intenten donar-los unes dimensions relativament petites i una alta qualitat tècnica.

Aquestes màquines estan dissenyades per a un funcionament segur en instal·lacions industrials. Segons el valor del corrent nominal, es divideixen condicionalment en tres grups amb la capacitat de canviar càrregues de fins a 250, 1000 i 3200 amperes.

Disseny estructural del seu cos: models de tres o quatre pols.

Interruptors d'aire elèctric

Treballen en instal·lacions industrials i suporten corrents molt intenses de fins a 6,3 kiloamperes.

Aquests són els dispositius més complexos per a la commutació de dispositius de baixa tensió, s'utilitzen per al funcionament i la protecció de sistemes elèctrics com a dispositius d'entrada i sortida de sistemes de distribució d'alta potència i per a la connexió de generadors, transformadors, condensadors o motors elèctrics potents.

A la foto es mostra una representació esquemàtica de la seva estructura interna.

Aquí ara s'utilitza la doble desconnexió del contacte d'alimentació i s'instal·len cambres d'extinció d'arc amb reixetes a cada costat de la desconnexió.

L'algorisme de funcionament inclou la bobina de tancament, la molla de tancament, l'accionament del motor de la càrrega de la molla i els elements d'automatització. S'integra un transformador de corrent amb bobina de protecció i mesura per controlar les càrregues actuals.

Equips elèctrics de més de 1000 volts

Els interruptors automàtics per a equips d'alta tensió són dispositius tècnics molt complexos i es fabriquen estrictament individualment per a cada classe de tensió. S'utilitzen habitualment de les subestacions transformadores.

Se'ls imposen requisits:

• alta fiabilitat;

• seguretat;

• productivitat;

• facilitat d'ús;

• silenci relatiu durant el funcionament;

• preu òptim.

Les càrregues que es trenquen interruptors d'alta tensió en cas d'aturada d'emergència acompanyada d'un arc molt fort. S'utilitzen diversos mètodes per extingir-lo, incloent trencar el circuit en un entorn especial.

Aquest interruptor inclou:

• sistema de contacte;

• dispositiu d'extinció d'arcs;

• parts vives;

• habitatge aïllat;

• mecanisme d'accionament.

Un d'aquests dispositius de commutació es mostra a la foto.

Per a un funcionament d'alta qualitat del circuit en aquestes estructures, a més de la tensió de funcionament, tingueu en compte:

• el valor nominal del corrent de càrrega per a la seva transmissió fiable en estat encès;

• corrent màxima de curtcircuit a eff. valor que pot suportar el mecanisme d'apagada;

• component admissible del corrent aperiòdic en el moment de la fallada del circuit;

• capacitats de tancament automàtic i dos cicles AR.

Segons els mètodes d'extinció de l'arc durant l'activació, els interruptors es classifiquen en:

• mantega;

• buit;

• aire;

• gas SF6;

• autogàs;

• electromagnètic;

• autopneumàtic.

Per a un funcionament fiable i còmode, estan equipats amb un mecanisme d'accionament que pot utilitzar un o diversos tipus d'energia o les seves combinacions:

• molla aixecada;

• càrrega elevada;

• pressió d'aire comprimit;

• pols electromagnètic del solenoide.

Depenent de les condicions d'ús, es poden crear amb la capacitat de treballar a tensions d'un a 750 kilovolts inclosos. Naturalment, tenen un disseny diferent. dimensions, capacitats de control automàtic i remot, paràmetres de protecció per a un funcionament segur.

Els sistemes auxiliars d'aquests interruptors automàtics poden tenir una estructura ramificada molt complexa i estar situats en panells addicionals en edificis tècnics especials.

Circuits de corrent continu

Aquestes xarxes també tenen un gran nombre d'interruptors amb diferents capacitats.

Equips elèctrics fins a 1000 volts

Aquí es presenten massivament els moderns dispositius modulars muntables en carril DIN.

Complementen amb èxit les classes de màquines antigues d'aquest tipus AP-50, AE i similars, que es fixaven a les parets dels panells amb connexions de rosca.

Els dissenys modulars de CC tenen la mateixa estructura i principi de funcionament que els seus homòlegs de CA. Poden ser realitzades per una o diverses unitats i es seleccionen segons la càrrega.

Equips elèctrics de més de 1000 volts

Els interruptors de corrent continu d'alta tensió s'utilitzen en plantes d'electròlisi, instal·lacions industrials metal·lúrgiques, transports electrificats ferroviaris i urbans i centrals elèctriques.

Els principals requisits tècnics per al funcionament d'aquests dispositius corresponen als seus homòlegs de corrent altern.

Interruptor híbrid

Científics de l'empresa sueca-suïssa ABB van aconseguir desenvolupar un interruptor de corrent continu d'alta tensió que combina dues estructures de potència en el seu dispositiu:

1.SF6 gas;

2. buit.

S'anomena híbrid (HVDC) i utilitza la tecnologia d'extinció d'arc seqüencial en dos medis alhora: hexafluorur de sofre i buit. Amb aquesta finalitat, es munta el següent dispositiu.

S'aplica tensió al bus superior de l'interruptor de buit híbrid i s'elimina del bus inferior de l'interruptor SF6.

Les fonts d'alimentació dels dos dispositius de commutació estan connectades en sèrie i controlades per les seves unitats separades. Per tal que funcionin simultàniament, es va crear un dispositiu de control d'operacions de coordenades sincronitzades, que transmet ordres a un mecanisme de control alimentat independentment mitjançant un canal òptic.

Gràcies a l'ús de tecnologies d'alta precisió, els dissenyadors van poder aconseguir la coordinació de les accions de les unitats de les dues unitats, que encaixa en un interval de temps inferior a un microsegon.

L'interruptor està controlat per una unitat de protecció de relé integrada a la línia elèctrica mitjançant un repetidor.

L'interruptor híbrid va permetre augmentar significativament l'eficiència de les estructures de buit i SF6 compostes aprofitant les seves característiques combinades. Al mateix temps, es va poder adonar dels avantatges sobre altres anàlegs:

1. la capacitat d'apagar de manera fiable els corrents de curtcircuit a alta tensió;

2. la possibilitat de petits esforços per dur a terme la commutació dels elements de potència, que va permetre reduir significativament les dimensions i, en conseqüència, el preu de l'equip;

3. la disponibilitat de complir diferents estàndards per crear estructures que funcionin com a part d'un interruptor separat o dispositius compactes d'una subestació;

4.la capacitat d'eliminar els efectes de l'augment ràpid de l'estrès durant la recuperació;

5. Capacitat de formar un mòdul bàsic per treballar amb tensions de fins a 145 kilovolts i més.

Una característica distintiva del disseny és la capacitat de trencar un circuit elèctric en 5 mil·lisegons, cosa que és gairebé impossible de fer amb dispositius d'alimentació d'un altre disseny.

L'interruptor híbrid va ser classificat entre els deu millors desenvolupaments de l'any per la Revisió de Tecnologia del MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Altres fabricants d'equips elèctrics es dediquen a investigacions similars. També van aconseguir certs resultats. Però ABB els avança en aquesta qüestió. La seva direcció creu que la transmissió de CA està causant les seves grans pèrdues. Aquests es poden reduir molt utilitzant circuits d'alta tensió de tensió directa.