Hvilke typer og typer af afbrydere findes i elektriske netværk

Hovedforskellen mellem disse omskiftningsenheder fra alle andre lignende enheder er den komplekse kombination af muligheder:

1. at opretholde den nominelle belastning i systemet i lang tid på grund af den pålidelige transmission af kraftige strømme af elektricitet gennem dets kontakter;

2. at beskytte driftsudstyr mod utilsigtet beskadigelse i det elektriske kredsløb ved hurtigt at afbryde strømforsyningen fra det.

Under normale driftsforhold for udstyret kan operatøren manuelt skifte belastningen med afbryderne, hvilket giver:

• forskellige magt ordninger;

• ændre netværkskonfigurationen;

• tage udstyret ud af drift.

Nødsituationer i elektriske systemer opstår øjeblikkeligt og spontant. En person er ikke i stand til hurtigt at reagere på sit udseende og træffe foranstaltninger for at eliminere dem. Denne funktion er tildelt automatiske enheder indbygget i afbryderen.

I elektricitet accepteres opdelingen af ​​elektriske systemer efter strømtype:

• permanent;

• vekslende sinusformet.

Derudover er der en klassificering af udstyr i henhold til størrelsen af ​​spændingen for:

• lav spænding - mindre end tusind volt;

• højspænding - alt andet.

For alle typer af disse systemer er der lavet deres egne afbrydere designet til gentagen drift.

AC kredsløb

Denne kategori af nøgler har et stort udvalg af modeller produceret af moderne producenter. Det er klassificeret efter netspænding og strømbelastning.

Elektrisk udstyr op til 1000 volt

I henhold til effekten af ​​den transmitterede elektricitet er automatiske kontakter i vekselstrømkredsløb konventionelt opdelt i:

1. modulær;

2. i en støbt sag;

3. magt luft.

Modulære designs

Det specifikke design i form af små standardmoduler med et breddemultipel på 17,5 mm bestemmer deres navn og design med mulighed for montering på en Din-skinne.

Den interne struktur af en af ​​disse afbrydere er vist på billedet. Dens krop er udelukkende lavet af et holdbart dielektrisk materiale, der eliminerer elektrisk stød til en person.

Forsynings- og udgangsledningerne er forbundet til henholdsvis den øvre og den nederste klemrække. Til manuel kontrol af kontakttilstanden er der installeret et håndtag med to faste positioner:

• den øverste er designet til at levere strøm gennem en lukket strømforsyningskontakt;

• nedenfor — giver en pause i strømkredsløbet.

Hver af disse maskiner er designet til kontinuerlig drift ved en vis værdi mærkestrøm (Yin). Hvis belastningen bliver større, afbrydes strømkontakten. Til dette formål er to typer beskyttelse placeret inde i kassen:

1. termisk frigivelse;

2. strømafbrydelse.

Princippet om deres drift gør det muligt at forklare tidsstrømkarakteristikken, som udtrykker afhængigheden af ​​beskyttelsesdriftstiden på belastningen eller fejlstrømmen, der passerer gennem den.

Grafen vist på billedet er givet for en specifik afbryder, når grænsedriftszonen er valgt til 5 ÷ 10 gange mærkestrømmen.

I tilfælde af initial overbelastning, termisk frigivelse fra bimetallisk plade, som med en øget strøm gradvist opvarmes, bøjer og virker på nedlukningsmekanismen ikke umiddelbart, men med en vis tidsforsinkelse.

Således tillader det små overbelastninger forbundet med en kortvarig tilslutning af brugere til selv at fjerne og eliminere unødvendige nedlukninger. Hvis belastningen giver kritisk opvarmning af ledninger og isolering, er strømkontakten brudt.

Når der opstår en nødstrøm i det beskyttede kredsløb, der er i stand til at brænde udstyret med dets energi, træder en elektromagnetisk spole i aktion. Med en impuls, på grund af stigningen i belastningen, der er opstået, kaster den kernen på udløsningsmekanismen for øjeblikkeligt at stoppe out-of-bounds-tilstanden.

Grafen viser, at jo højere kortslutningsstrømmene er, jo hurtigere udløses de af den elektromagnetiske udløsning.

Husstandens automatiske dampbeskytter fungerer efter de samme principper.

Når store strømme afbrydes, skabes en elektrisk lysbue, hvis energi kan brænde kontakterne. For at eliminere dens virkning anvendes et lysbueslukningskammer i strømafbrydere, som opdeler lysbueudledningen i små strømme og slukker dem på grund af afkøling.

Flere udskæringer af modulære strukturer

Magnetiske trips er tunet og tilpasset til at arbejde med specifikke belastninger, fordi de skaber forskellige transienter, når de starter. For eksempel, når der tændes for forskellige belysningsarmaturer, kan den kortvarige startstrøm på grund af glødetrådens skiftende modstand nærme sig tre gange den nominelle værdi.

Derfor er det sædvanligt for gruppen af ​​stikkontakter i lejligheder og belysningskredsløb at vælge automatiske kontakter med en strøm-tidskarakteristik af typen «B». Det er 3 ÷ 5 tommer.

Induktionsmotorer forårsager større overbelastningsstrømme, når de roterer en drevet rotor. For dem skal du vælge maskiner med karakteristikken «C» eller — 5 ÷ 10 In. På grund af den oprettede reserve i tid og strøm tillader de motoren at rotere og er garanteret at gå i driftstilstand uden unødvendige nedlukninger.

I industriel produktion, på metalskæremaskiner og -mekanismer, er der belastede drev forbundet til motorer, der skaber mere øgede overbelastninger. Til sådanne formål anvendes automatiske kontakter med karakteristikken «D» med en rating på 10 ÷ 20 In. De har vist sig godt, når de arbejder i kredsløb med aktiv-induktive belastninger.

Derudover har maskiner yderligere tre typer standard tids-strømkarakteristika, der bruges til specielle formål:

1. "A" — til lange ledninger med en aktiv belastning eller beskyttelse af halvlederenheder med en værdi på 2 ÷ 3 In;

2. "K" — for udtrykte induktive belastninger;

3. «Z» — for elektronisk udstyr.

I den tekniske dokumentation fra forskellige producenter kan grænseværdien for de to sidste typer variere en smule.

Støbte kasseafbrydere

Denne klasse af enheder kan skifte højere strømstyrke end modulære designs. Deres belastning kan nå værdier op til 3,2 kiloampere.

De er produceret efter de samme principper som modulære strukturer, men under hensyntagen til de øgede krav til at overføre den øgede belastning, forsøger de at give dem relativt små dimensioner og høj teknisk kvalitet.

Disse maskiner er designet til sikker drift i industrianlæg. I henhold til værdien af ​​den nominelle strøm er de betinget opdelt i tre grupper med evnen til at skifte belastninger op til 250, 1000 og 3200 ampere.

Strukturelt design af deres krop: tre- eller firepolede modeller.

Power luftafbrydere

De arbejder i industrielle installationer og modstår meget kraftige strømme op til 6,3 kiloampere.

Disse er de mest komplekse enheder til at skifte lavspændingsenheder. De bruges til drift og beskyttelse af elektriske systemer som input- og outputenheder til højeffektdistributionssystemer og til at forbinde generatorer, transformere, kondensatorer eller kraftige elektriske motorer.

En skematisk repræsentation af deres indre struktur er vist på billedet.

Her anvendes nu dobbeltfrakobling af forsyningskontakten og der monteres lysbueslukningskamre med gitter på hver side af frakoblingen.

Driftsalgoritmen inkluderer lukkespolen, lukkefjederen, fjederladningens motordrev og automatiseringselementerne. En strømtransformer med beskyttelses- og målespole er integreret til at overvåge strømbelastningerne.

Elektrisk udstyr over 1000 volt

Afbrydere til højspændingsudstyr er meget komplekse tekniske anordninger og fremstilles strengt individuelt for hver spændingsklasse. De er almindeligt anvendte af transformerstationer.

Der stilles krav til dem:

• høj pålidelighed;

• sikkerhed;

• produktivitet;

• brugervenlighed;

• relativ stilhed under drift;

• optimal pris.

De belastninger, der går i stykker højspændingsafbrydere i tilfælde af et nødstop ledsaget af en meget kraftig bue. Forskellige metoder bruges til at slukke det, herunder at bryde kredsløbet i et særligt miljø.

Denne switch inkluderer:

• kontakt system;

• lysbueslukningsanordning;

• spændingsførende dele;

• isoleret hus;

• drivmekanisme.

En af disse koblingsenheder er vist på billedet.

For højkvalitetsdrift af kredsløbet i sådanne strukturer skal du ud over driftsspændingen overveje:

• den nominelle værdi af belastningsstrømmen for dens pålidelige transmission i tændt tilstand;

• maksimal kortslutningsstrøm ved eff. værdi, som nedlukningsmekanismen kan modstå;

• tilladt komponent af den aperiodiske strøm på tidspunktet for kredsløbsfejl;

• automatisk genlukningsfunktioner og to AR-cyklusser.

I henhold til metoderne til at slukke lysbuen under udløsning er kontakter klassificeret i:

• smør;

• vakuum;

• luft;

• SF6 gas;

• autogas;

• elektromagnetiske;

• autopneumatisk.

For pålidelig og bekvem drift er de udstyret med en drivmekanisme, der kan bruge en eller flere typer energi eller deres kombinationer:

• hævet fjeder;

• løftet belastning;

• tryklufttryk;

• elektromagnetisk puls fra solenoiden.

Afhængigt af brugsbetingelserne kan de skabes med evnen til at arbejde ved spændinger fra en til 750 kilovolt inklusive. Naturligvis har de et andet design. dimensioner, automatiske og fjernbetjeningsmuligheder, beskyttelsesindstillinger for sikker drift.

Hjælpesystemer til sådanne afbrydere kan have en meget kompleks forgrenet struktur og være placeret på yderligere paneler i specielle tekniske bygninger.

DC kredsløb

Disse netværk har også et stort antal switches med forskellige muligheder.

Elektrisk udstyr op til 1000 volt

Moderne DIN-skinnemonterbare modulære enheder præsenteres massivt her.

De supplerer med succes klasserne af gamle maskiner af denne type AP-50, AE og lignende, som blev fastgjort på panelernes vægge med skrueforbindelser.

DC modulære designs har samme struktur og driftsprincip som deres AC modstykker. De kan udføres af en eller flere enheder og vælges efter belastningen.

Elektrisk udstyr over 1000 volt

Højspændings DC-afbrydere bruges i elektrolyseanlæg, metallurgiske industrianlæg, elektrificeret jernbane- og bytransport og kraftværker.

De vigtigste tekniske krav til driften af ​​sådanne enheder svarer til deres modstykker til vekselstrøm.

Hybrid afbryder

Forskere fra den svensk-schweiziske virksomhed ABB formåede at udvikle en højspændings DC-afbryder, der kombinerer to strømstrukturer i sin enhed:

1.SF6 gas;

2. vakuum.

Det kaldes hybrid (HVDC) og bruger teknologien til sekventiel lysbueslukning i to medier på samme tid: svovlhexafluorid og vakuum. Til dette formål er følgende anordning samlet.

Spænding påføres den øverste bus på hybridvakuumafbryderen og fjernes fra den nederste bus på SF6-afbryderen.

Strømforsyningerne til de to koblingsenheder er forbundet i serie og styret af deres separate drev. For at de kunne arbejde samtidigt, blev der oprettet en synkroniseret koordinatdriftskontrolenhed, som transmitterer kommandoer til en uafhængigt drevet kontrolmekanisme via en optisk kanal.

Takket være brugen af ​​højpræcisionsteknologier var designerne i stand til at opnå koordinering af handlingerne af de to drevs drev, som passer ind i et tidsinterval på mindre end et mikrosekund.

Afbryderen styres af en relæbeskyttelsesenhed, der er indbygget i strømledningen gennem en repeater.

Hybridafbryderen gjorde det muligt betydeligt at øge effektiviteten af ​​komposit SF6 og vakuumstrukturer ved at udnytte deres kombinerede egenskaber. Samtidig var det muligt at indse fordelene i forhold til andre analoger:

1. evnen til pålideligt at slukke for kortslutningsstrømme ved højspænding;

2. muligheden for små bestræbelser på at udføre omskiftningen af ​​kraftelementerne, hvilket gjorde det muligt at reducere dimensionerne og dermed prisen på udstyret betydeligt;

3. tilgængeligheden af ​​at opfylde forskellige standarder for at skabe strukturer, der fungerer som en del af en separat afbryder eller kompakte enheder i en understation;

4.evnen til at eliminere virkningerne af hurtigt stigende stress under genopretning;

5. Mulighed for at danne et basismodul til arbejde med spændinger op til 145 kilovolt og mere.

Et karakteristisk træk ved designet er evnen til at bryde et elektrisk kredsløb på 5 millisekunder, hvilket er næsten umuligt at gøre med strømenheder af et andet design.

Hybridafbryderen blev rangeret blandt årets top ti udviklinger af MIT (Massachusetts Institute of Technology) Technology Review.

Andre producenter af elektrisk udstyr er engageret i lignende forskning. De opnåede også visse resultater. Men ABB er foran dem i denne sag. Dets ledelse mener, at AC-transmissionen forårsager store tab. Disse kan reduceres kraftigt ved at bruge jævnspændings højspændingskredsløb.