Jednobiegunowy wyłącznik obwodu prądu stałego. Wyłączniki automatyczne w elektrowni słonecznej
- 0,4 kV
- przełącznik
- bezpiecznik
Strona 31 z 75
4-13. OCHRONNIKI SIECI DC NA NAPIĘCIE ZNAMIONOWE DO 24 V
Do ochrony przed przetężeniami obwodów zasilanych źródłami prądu stałego małej mocy o napięciu do 24 V stosuje się wyłączniki jednobiegunowe (rys. 4-40) o znamionowym prądzie stałym od 2 do 50 A. Produkowane są w tej samej wielkości i posiadają zwłokę czasową odwrotnie zależną od prądu dla wszystkich prądów większych od prądu granicznego, który mieści się w przedziale od prądu znamionowego do 120-130% prądu znamionowego.
Ryż. 4-40. Wyłącznik obwodu DC na 50 A, 24 V.
Przy prądzie równym 200% prądu znamionowego zwłoka czasowa dla różnych wersji mieści się w zakresie 25 - 80 sekund przy nagrzewaniu ze stanu zimnego i co najmniej 5 sekund po nagrzewaniu prądem znamionowym. Zdolność wyłączania wynosi 10,00 A przy prądzie znamionowym wyzwalaczy do 10 A i 1500 A dla wersji o wyższych prądach znamionowych. Gwarantowana żywotność 10 000 uruchomień.
Cechą charakterystyczną konstrukcji jest brak swobodnego wyzwalania, co w niektórych przypadkach jest wskazane, gdyż umożliwia utrzymanie maszyny w stanie zamkniętym, pomimo obecności przetężenia.
Gdy uchwyt jest w pozycji „włączony”, styk ruchomy 1 jest zawsze dociskany do styku nieruchomego 2 za pomocą sworznia 8, na który działa sprężyna 9. W tym przypadku klocek 3 ściska sprężynę 4. Działa to jest utrzymywany dzięki temu, że jego ząb 5 wskoczył za ząb 6 termobimetalicznej płytki 7. Przy przeciążeniu płytka termobimetaliczna wygina się, zęby 5 i 6 rozłączają się, a jeśli rączka nie będzie trzymana w pozycji włączonej, wówczas następuje wyłączenie, ponieważ pod wpływem sprężyny 4 uchwyt przesuwa się do pozycji wyłączonej, a znajdujący się w nim kołek 8 otwiera styk.
4-14. AUTOMATYK PÓŁASZYBKO DZIAŁAJĄCY AB-45-1/6000
Automat AB-45-1/6000 na napięcie 750 V, prąd 6000 A DC - jednobiegunowy, z napędem elektromagnetycznym, wyzwalaczem otwarcia i wyzwalaczem maksymalnym bezzwłocznym z możliwością regulacji w zakresie 6000-12 000 A. Został opracowany z myślą o ochronie instalacji prądu stałego dużej mocy, głównie hutniczych. Podstawowy schemat kinematyczny maszyny jest w przybliżeniu taki sam jak w przypadku maszyn uniwersalnych; jednakże skraca się jego własny czas reakcji, dla którego wykorzystuje się maksymalne wyzwalanie z bocznikiem indukcyjnym (rys. 4-41).
Ryż. 4-41. Wyzwalacz maksymalny z bocznikiem indukcyjnym do automatycznego wyłącznika AB-45-1/6000 na 6000 I, 750 V DC.
Część strumienia magnetycznego wytworzonego przez prąd przepływający przez okienko 1 obwodu magnetycznego przechodzi przez bocznik 2 i uniemożliwia włączenie twornika 3. Przy dużych prędkościach wzrostu prądu przepływ przez bocznik podtrzymujący powoli wzrasta pod wpływem miedzianej tulei 4, co prowadzi do przyspieszonego przyciągania twornika zwalniającego.
Podczas testów (L. 4-9], pomimo ogromnego tempa narastania prądu (25-10 + 6 a/s), własny czas reakcji wynosił 10 - 15 ms, prąd nie był ograniczany przez maszynę i osiągał 200 kA, maszyna została zniszczona przez siły elektrodynamiczne. W podobnych warunkach maszyna VAB-2 ograniczyła prąd do 42 kA. Zdolność wyłączania AV-45-1/6000 sprawdzono do 90 kA przy napięciu 500 V. maszyna wyłączyła taki prąd z czasem naturalnym 20-35 ms i czasem całkowitym około 40 ms. Do przodu
Wyłączniki automatyczne prądu stałego służą do odłączania obwodu pod obciążeniem. Na podstacjach trakcyjnych rozłączniki służą do wyłączania linii zasilających 600 V w przypadku przeciążeń i prądów zwarciowych oraz do wyłączania prądu wstecznego zespołów prostownikowych w przypadku zapłonów zwrotnych lub awarii zaworów (tj. zwarć wewnętrznych podczas pracy równoległej). jednostek).
Gaszenie łuku elektrycznego za pomocą wyłączników automatycznych następuje w powietrzu na rogach gaszących łuk. Łuk można wydłużać za pomocą podmuchu magnetycznego lub w komorach z wąskimi szczelinami.
We wszystkich przypadkach rozłączenia obwodu i powstania łuku elektrycznego następuje naturalny ruch łuku ku górze wraz z ruchem ogrzanego przez niego powietrza, czyli podmuch termiczny.
Głównie używane wyłączniki szybkie.
Ryż. 1. Oscylogramy prądu i napięcia przy wyłączonym prądzie zwarciowym: a - z wyłącznikiem wolno działającym, b - z wyłącznikiem szybkim
Całkowity czas T wyłączenia prądu zwarciowego lub przeciążenia przez wyłącznik składa się z trzech głównych części (rys. 1):
T = t o + t 1 + t 2
gdzie t0 jest czasem narastania prądu w obwodzie odłączanym do wartości prądu nastawionego, czyli do wartości, przy której zadziała urządzenie rozłączające wyłącznika; t1 to czas własnego wyłączenia łącznika, czyli czas od momentu osiągnięcia aktualnego ustawienia do chwili, gdy styki łącznika zaczną się rozchodzić; t2 - czas palenia łuku.
Czas narastania prądu w obwodzie t0 zależy od parametrów obwodu i ustawienia przełącznika.
Samoistny czas wyłączenia t1 zależy od rodzaju łącznika: dla łączników nieszybkich czas samoczynnego wyłączenia mieści się w zakresie 0,1-0,2 s, dla łączników szybkich wynosi 0,0015-0,005 s.
Czas spalania łuku t2 zależy od wielkości prądu przełączanego i charakterystyki urządzeń gaszących łuk wyłącznika.
Całkowity czas wyłączenia przełącznika wolnodziałającego mieści się w granicach 0,15–0,3 sekundy, w przypadku przełącznika szybkiego – 0,01–0,03 sekundy.
Ze względu na krótki czas samoczynnego wyłączenia, szybki wyłącznik ogranicza maksymalną wartość prądu zwarciowego w chronionym obwodzie.
W podstacjach trakcyjnych stosuje się szybkie wyłączniki prądu stałego: VAB-2, AB-2/4, VAT-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 i inne.
Przełącznik VAB-2 jest spolaryzowany, tj. reaguje na prąd tylko w jednym kierunku – do przodu lub do tyłu, w zależności od ustawienia przełącznika.
Na ryc. Rysunek 2 przedstawia mechanizm elektromagnetyczny przełącznika prądu stałego.
Ryż. 2. Mechanizm elektromagnetyczny łącznika VAB-2: a - przekrój łącznika, b - granica zużycia styków łącznika VAB-2, (A - minimalna grubość styku stałego wynosi 6 mm, B - minimalna grubość ruchomego styku wynosi 16 mm); 1 - cewka trzymająca, 2 - obwód magnetyczny, 3 - cewka przełączająca, 4 - twornik magnetyczny, 5 - górna belka stalowa, 6 - twornik, 7 - cewka główna, 8 - cewka kalibracyjna, 9 - obwód magnetyczny w kształcie litery U, 10 - wyjście cewki przewodzącej prąd, 11 - śruba regulacyjna, 12 - płytka bocznikowa, 13 - połączenie elastyczne, 14 - ogranicznik, 15 - dźwignia twornika, 16 - oś dźwigni twornika, 17 - styk stały, 18 - styk ruchomy, 19 - dźwignia stykowa, 20 - oś dźwigni stykowej, 21 - oś z rolką, 22 - dźwignia blokująca, 23 - sprężyny wyzwalające, 24 - pręt, 25 - śruby regulacyjne, 26 - wspornik, 27 - rdzeń cewki trzymającej
Dźwignia kotwiąca 15 (ryc. 2, a) obraca się wokół osi 16 przechodzącej przez górną stalową belkę 5. W dolnej części dźwigni 15, składającej się z dwóch siluminowych policzków, zaciśnięta jest stalowa kotwa 6, a w w górnej części znajduje się tuleja dystansowa z osią 20, wokół której obraca się dźwignia stykowa 19, wykonana z zestawu płytek duraluminiowych.
Na górze dźwigni stykowej znajduje się ruchomy styk 18, a na dole miedziany but z elastycznym złączem 13, za pomocą którego ruchomy styk jest podłączony do głównej cewki prądowej 7 i przez nią do zacisku 10. Do spodu dźwigni stykowej z obu stron przymocowane są ograniczniki 14, a po prawej stronie stalowa oś z rolką 21, do której z jednej strony przymocowane są dwie sprężyny wyzwalające 23. Z drugiej strony sprężyny wyzwalające mocowane są za pomocą śrub regulacyjnych 25 we wsporniku 26, zamontowanym na stałe na belce stalowej 5.
W pozycji rozłączonej układ dźwigni (dźwignia twornika i dźwignia stykowa) obraca się poprzez rozłączenie sprężyn 23 wokół osi 16, aż zwora 6 zatrzyma się w lewym pręcie obwodu magnetycznego w kształcie litery U.
Załączenie 3 i przytrzymanie 1 cewek przełącznika pobiera energię z własnych potrzeb DC.
Aby włączyć przełącznik, należy najpierw zamknąć obwód cewki trzymającej 1, a następnie obwód cewki obrotowej 3. Kierunek prądu w obu cewkach musi być taki, aby wytwarzane przez nie strumienie magnetyczne sumowały się po prawej stronie pręt rdzenia obwodu magnetycznego 9, który służy jako rdzeń cewki obrotowej; wówczas zwora 6 zostanie przyciągnięta do rdzenia cewki przełączającej, tj. znajdzie się w pozycji „Włączony”. W tym przypadku oś 20 wraz z dźwignią stykową 19 obróci się w lewo, sprężyny wyzwalające 23 rozciągną się i będą miały tendencję do obracania dźwigni stykowej 19 wokół osi 20.
Gdy przełącznik jest wyłączony, zwora magnetyczna 4 leży na końcu rdzenia cewki obrotowej, a gdy przełącznik jest włączony, pozostaje przyciągana do końca rdzenia przez całkowity strumień magnetyczny cewek obracających i utrzymujących. Zwora magnetyczna 4 jest połączona za pomocą pręta 24 z dźwignią blokującą 22, która zapobiega obracaniu się dźwigni stykowej do momentu, gdy styk ruchomy zatrzyma się na styku nieruchomym. Dlatego między stykami głównymi pozostaje szczelina, którą można regulować zmieniając długość pręta 24 i powinna wynosić 1,5-4 mm.
Jeśli odłączysz napięcie od cewki obrotowej, siły elektromagnetyczne utrzymujące zworę 4 w pozycji przyciągania zmniejszą się, a sprężyny 23 za pomocą dźwigni blokującej 22 i pręta 24 oderwą zworę od końca rdzenia cewki obrotowej i obracaj dźwignię kontaktową, aż główne styki zostaną zamknięte. W rezultacie styki główne zostaną zamknięte dopiero po otwarciu obwodu cewki przełączającej.
Realizowana jest w ten sposób zasada swobodnego zwalniania wyłączników VAB-2. Szczelina pomiędzy zworą magnetyczną 4 (inaczej zwaną twornikiem swobodnego wyzwalania) a końcem rdzenia cewki przełączającej w pozycji włączonej przełącznika powinna wynosić 1,5-4 mm.
Obwód sterujący zapewnia dostarczanie krótkotrwałego impulsu prądowego do cewki przełączającej, którego czas trwania jest wystarczający tylko, aby mieć czas na przesunięcie twornika do pozycji „Wł.”. Następnie obwód cewki przełączającej zostaje automatycznie otwarty.
Występowanie swobodnego wyłączenia można sprawdzić w następujący sposób. Pomiędzy styki główne umieszcza się kartkę papieru i styk stycznika jest zwarty. Przełącznik jest włączony, ale gdy styk stycznika jest zwarty, styki główne nie powinny się zamykać, a kartkę papieru można swobodnie wyjąć ze szczeliny między stykami. Gdy tylko styk stycznika zostanie otwarty, zwora magnetyczna zostanie oderwany od końca rdzenia cewki obrotowej, a główne styki zostaną zamknięte. W takim przypadku kartka papieru zostanie wciśnięta pomiędzy styki i nie będzie można jej usunąć.
Po włączeniu przełącznika słychać charakterystyczne podwójne pukanie: pierwsze pochodzi od kolizji twornika i rdzenia cewki przełączającej, drugie od kolizji zwartych styków głównych.
Polaryzacja przełącznika polega na wyborze kierunku prądu w cewce trzymającej w zależności od kierunku prądu w głównej cewce prądowej.
Aby przełącznik wyłączał obwód w przypadku zmiany kierunku prądu w nim, kierunek prądu w cewce trzymającej dobiera się w taki sposób, aby strumienie magnetyczne wytwarzane przez cewkę trzymającą i cewkę prądową główną pokrywały się w kierunku rdzenia cewki przełączającej. Dlatego też, gdy prąd płynie w kierunku do przodu, prąd obwodu głównego pomoże utrzymać przełącznik w pozycji włączonej.
W trybie awaryjnym, gdy kierunek prądu głównego zmieni się na przeciwny, zmieni się kierunek strumienia magnetycznego wytwarzanego przez cewkę prądową główną w rdzeniu cewki załączającej, czyli zmieni się strumień magnetyczny cewki prądowej głównej być skierowany przeciwnie do strumienia magnetycznego cewki trzymającej, a przy określonej wartości prądu głównego rdzeń cewki włączającej zostanie rozmagnesowany, a sprężyny wyzwalające uruchomią wyłącznik. O wydajności decyduje w dużej mierze fakt, że podczas gdy strumień magnetyczny w rdzeniu cewki przełączającej maleje, strumień magnetyczny w rdzeniu głównej cewki prądowej wzrasta.
Aby przełącznik wyłączał obwód, gdy prąd wzrośnie powyżej ustawionego prądu w kierunku do przodu, kierunek prądu w cewce trzymającej dobiera się tak, aby strumień magnetyczny cewki trzymającej w rdzeniu włączającym cewka jest skierowana przeciwnie do strumienia magnetycznego głównej cewki prądowej, gdy przepływa przez nią prąd przewodzenia. W takim przypadku wraz ze wzrostem prądu głównego wzrasta rozmagnesowanie rdzenia cewki obrotowej i przy pewnej wartości prądu głównego, równej lub przekraczającej ustawiony prąd, przełącznik zostaje wyłączony.
Prąd nastawczy w obu przypadkach jest regulowany poprzez zmianę wartości prądu cewki trzymającej i zmianę szczeliny δ1.
Wartość prądu cewki trzymającej reguluje się poprzez zmianę wartości rezystancji dodatkowej połączonej szeregowo z cewką.
Zmiana szczeliny δ1 zmienia rezystancję strumienia magnetycznego głównej cewki prądowej. W miarę zmniejszania się szczeliny δ1 zmniejsza się opór magnetyczny, a w konsekwencji maleje wielkość prądu rozłączającego. Zmiana szczeliny δ1 odbywa się za pomocą śruby regulacyjnej 11.
Szczelina δ2 między ogranicznikami 14 a policzkami dźwigni twornika 15 w pozycji włączonej przełącznika charakteryzuje jakość zamknięcia styków głównych i powinna wynosić 2-5 mm. Zakład produkuje przełączniki ze szczeliną δ2 równą 4-5 mm. Wielkość szczeliny δ2 określa kąt obrotu dźwigni stykowej 19 wokół osi 20.
Brak szczeliny δ2 (ograniczniki 14 stykają się z policzkami dźwigni twornika 15) wskazuje na słaby kontakt lub brak kontaktu między stykami głównymi. Szczelina δ2 mniejsza niż 2 lub większa niż 5 mm wskazuje, że styki główne stykają się tylko na dolnej lub górnej krawędzi. Szczelina δ2 może być niewielka ze względu na duże zużycie styków, które w tym przypadku podlegają wymianie.
Jeżeli wymiary styków są wystarczające, wówczas szczelinę δ2 reguluje się przesuwając cały mechanizm przełączający wzdłuż ramy wyłącznika. Aby przesunąć mechanizm, należy zwolnić dwie śruby mocujące mechanizm do ramy.
Odległość między stykami głównymi w pozycji wyłączonej powinna wynosić 18-22 mm. Zaciśnięcie styków głównych dla łączników o prądzie znamionowym do 2000 A włącznie powinno mieścić się w przedziale 20-26 kg, a dla łączników o prądzie znamionowym 3000 A - w granicach 26-30 kg.
Na ryc. 2, b przedstawiono ruchomy układ wyłączników z oznaczeniem granicy zużycia styków. Styk ruchomy uważa się za zużyty, gdy wymiar B spadnie poniżej 16 mm, a styk nieruchomy, gdy wymiar A spadnie poniżej 6 mm.
Na ryc. Rysunek 3 przedstawia szczegółowy schemat sterowania przełącznikiem VAB-2. Obwód zapewnia doprowadzenie krótkotrwałego impulsu do cewki przełączającej i nie pozwala na ponowne włączenie przy dłuższym naciśnięciu przycisku zasilania, tj. Zapewnia ochronę przed „dzwonieniem”. Przez cewkę trzymającą stale przepływa prąd.
Aby włączyć przełącznik, naciśnij przycisk „Włącz”, zamykając w ten sposób obwód cewek stycznika K i blokującego RB. W takim przypadku aktywowany jest tylko stycznik, który zamyka obwód cewki przełączającej VK.
Gdy tylko zwora przyjmie pozycję „Wł.”, styki bloku zamykającego przełącznika BA zostaną zamknięte, a styki rozłączające zostaną otwarte. Jeden ze styków blokowych omija cewkę stycznika K, co powoduje przerwanie obwodu cewki przełączającej. W takim przypadku całe napięcie sieciowe zostanie przyłożone do cewki przekaźnika blokującego RB, który po włączeniu ponownie omija cewkę stycznika swoimi stykami.
Aby ponownie włączyć przełącznik, należy otworzyć przycisk zasilania i zamknąć go ponownie.
Rezystancja rozładowania CP, połączona równolegle z cewką trzymającą DC, służy do zmniejszenia przepięcia, gdy obwód cewki jest otwarty. Regulowana rezystancja diody LED umożliwia zmianę prądu cewki trzymającej.
Prąd znamionowy cewki trzymającej przy napięciu 110 V wynosi 0,5 A, a prąd znamionowy cewki obracającej przy tym samym napięciu i równoległym połączeniu obu sekcji wynosi 80 A.
Ryż. 3. Obwód elektryczny sterujący wyłącznikiem VAB-2: Wył. - przycisk wyłączający, DK - cewka podtrzymująca, SD - rezystancja dodatkowa, CP - rezystancja rozładowania, BA - styki bloku wyłączników, LK, LZ - lampki sygnalizacyjne czerwona i zielona, On. - przycisk zasilania, K - stycznik i jego styk, RB - przekaźnik blokujący i jego styk, VK - cewka załączająca, AP - wyłącznik automatyczny
Dopuszczalne są wahania napięcia w obwodach roboczych od - 20% do + 10% napięcia znamionowego.
Całkowity czas wyłączenia obwodu za pomocą przełącznika VAB-2 wynosi 0,02-0,04 sekundy.
Wygaszanie łuku w przypadku przerwania wyłącznika pod obciążeniem następuje w komorze gaszenia łuku za pomocą podmuchu magnetycznego.
Cewka magnetyczna jest zwykle połączona szeregowo z głównym stykiem stałym rozłącznika i stanowi cewkę głównej szyny prądowej, wewnątrz której znajduje się rdzeń wykonany z taśmy stalowej. Aby skoncentrować pole magnetyczne w obszarze powstawania łuku na stykach, rdzeń magnetycznej cewki wybuchowej przełączników ma nabiegunniki.
Komora do gaszenia łuku (rys. 4) to płaska skrzynka wykonana z cementu azbestowego, wewnątrz której znajdują się dwie podłużne przegrody 4. W komorze zamontowany jest róg 1, wewnątrz którego przechodzi oś obrotu komory. Ten róg jest elektrycznie połączony z ruchomym stykiem. Drugi róg 7 jest zamontowany na stałym styku. Aby zapewnić szybkie przejście łuku od ruchomego styku do klaksonu 1, odległość klaksonu od styku nie powinna przekraczać 2-3 mm.
Łuk elektryczny powstający po rozłączeniu styków 2 i 6 pod wpływem silnego pola magnetycznego cewki magnetycznej 5, szybko wdmuchuje się na rogi 1 i 7, wydłuża się, schładza przez napływający strumień powietrza i ścianki komory komorę w wąskich szczelinach pomiędzy przegrodami i szybko gaśnie. Zaleca się wmurowanie płytek ceramicznych w ścianki komory w strefie gaszenia łuku.
Komory tłumienia łuku wyłączników dla napięć 1500 V i wyższych (rys. 5) różnią się od komór dla napięć 600 V większymi wymiarami gabarytowymi oraz obecnością w ścianach zewnętrznych otworów odprowadzających gazy i dodatkowych urządzeń magnetycznych.
Ryż. 4. Komora tłumienia łuku rozłącznika VAB-2 na napięcie 600 V: 1 i 7 - tuby, 2 - styk ruchomy, 3 - ściany zewnętrzne, 4 - przegrody wzdłużne, 5 - cewka wybuchowa magnetyczna, 6 - styk stały
Ryż. 5. Komora gaszenia łuku rozłącznika VAB-2 na napięcie 1500 V: a - konstrukcja komory, b - obwód gaszenia łuku z dodatkowym podmuchem magnetycznym; 1 - styk ruchomy, 2 - styk stały, 3 - cewka magnetyczna, 4 i 8 - tuby, 5 i 6 - tuby pomocnicze, 7 - pomocnicza cewka magnetyczna, I, II, III, IV - położenie łuku podczas proces gaszenia
Dodatkowe urządzenie magnetyczne składa się z dwóch rogów pomocniczych 5 i 6, pomiędzy którymi podłączona jest cewka 7. W miarę wydłużania się łuku zaczyna się on zamykać przez rogi pomocnicze i cewkę, która pod wpływem przepływu prądu przez niego, tworzy dodatkowy podmuch magnetyczny. Wszystkie komory posiadają na zewnątrz metalowe osłony słupów.
Aby zapewnić szybkie i stabilne wygaszenie łuku, rozbieżność styków musi wynosić co najmniej 4-5 mm.
Korpus wyłącznika wykonany jest z materiału niemagnetycznego – siluminu – i połączony jest z ruchomym stykiem, dzięki czemu podczas pracy znajduje się pod pełnym napięciem roboczym.
Automatyczny szybki wyłącznik prądu stałego VAT-42
Działanie wyłączników prądu stałego
Podczas pracy konieczne jest monitorowanie stanu głównych styków. Spadek napięcia między nimi przy obciążeniu znamionowym powinien mieścić się w granicach 30 mV.
Styki oczyszcza się z tlenku za pomocą szczotki drucianej (szczotki szczotkowej). Gdy pojawiają się zwiotczenia, usuwa się je pilnikiem, ale nie należy piłować styków, aby przywrócić ich pierwotny, płaski kształt, ponieważ prowadzi to do szybkiego zużycia.
Konieczne jest okresowe czyszczenie ścian komory gaszenia łuku z osadów miedzi i węgla.
Podczas przeglądu rozłącznika prądu stałego sprawdza się izolację cewek trzymających i przełączających w stosunku do obudowy oraz rezystancję izolacji ścianek komory gaszenia łuku. Izolację komory tłumiącej łuk sprawdza się poprzez przyłożenie napięcia pomiędzy głównymi stykami ruchomymi i nieruchomymi, przy zamkniętej komorze.
Przed oddaniem wyłącznika do użytku po naprawie lub długotrwałym przechowywaniu jego komorę należy wysuszyć przez 10-12 godzin w temperaturze 100-110°C.
Po wyschnięciu komorę instaluje się na wyłączniku i dokonuje się pomiaru rezystancji izolacji pomiędzy dwoma punktami komory, znajdującymi się naprzeciw styków ruchomych i nieruchomych, gdy są one rozwarte. Rezystancja ta musi wynosić co najmniej 20 mOhm.
Kalibrację ustawień przełączników przeprowadza się w laboratorium za pomocą prądu pobieranego z generatora niskiego napięcia o napięciu znamionowym 6-12 V.
W podstacji wyłączniki są kalibrowane za pomocą prądu obciążenia lub za pomocą reostatu obciążenia przy napięciu znamionowym 600 V. Można zalecić metodę kalibracji rozłączników prądu stałego przy użyciu cewki kalibracyjnej składającej się z 300 zwojów drutu PEL o średnicy 0,6 mm zamontowanej na rdzeniu głównej cewki prądowej. Przepuszczając prąd stały przez cewkę, wartość ustawienia prądu jest określana na podstawie liczby zwojów amperażu w momencie wyłączenia przełącznika. Przełączniki pierwszej wersji, wyprodukowane wcześniej, różnią się od przełączników drugiej wersji obecnością amortyzatora olejowego.
Treść:Wszystkie sieci elektryczne wykorzystują dużą liczbę urządzeń, których główną funkcją jest ochrona linii i urządzeń przed przeciążeniami prądowymi i zwarciami. Wśród nich powszechne stały się wyłączniki zabezpieczające sieć, które zapewniają nie tylko ochronę, ale także przełączanie obwodów. Tym samym wyłączniki zapewniają załączanie i wyłączanie określonych sekcji, chroniąc je przed przeciążeniami prądowymi poprzez rozłączenie chronionych obwodów w przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnych.
Rodzaje maszyn elektrycznych
Wyłączniki automatyczne są szeroko stosowane w systemach zasilania, zapewniając niezawodną ochronę obwodów i sieci elektrycznych, sprzętu AGD i sprzętu elektrycznego. Ich głównym zadaniem jest odłączenie zasilania obwodu w odpowiednim momencie poprzez wyłączenie prądu elektrycznego. Wyłącznik jest wyzwalany podczas zwarć, a także gdy przewody nagrzewają się z powodu przeciążeń w sieci.
Wyłączniki sieciowe mogą pracować w obwodach prądu stałego i przemiennego, a konstrukcje uniwersalne mogą działać w obecności dowolnego prądu elektrycznego w sieci. Zgodnie z projektem są one podzielone na trzy typy, które stanowią podstawę dla innych typów wyłączników:
- Pistolety pneumatyczne. Wykorzystuje się je w produkcji przemysłowej, gdzie prądy w obwodach mogą sięgać kilku tysięcy amperów.
- Maszyny w formowanej obudowie. Wyróżniają się szerokim zakresem pracy, wynoszącym od 16 do 1000 A.
- Maszyny modułowe. Są szeroko stosowane w mieszkaniach i domach prywatnych. Ich nazwa nawiązuje do standardowej szerokości, która jest wielokrotnością 17,5 mm w zależności od liczby biegunów. Oznacza to, że w jednym bloku można używać kilku przełączników jednocześnie.
Wszystkie wyłączniki automatyczne są podzielone według prądu znamionowego i napięcia, ponieważ większość urządzeń zabezpieczających instalowana jest w sieciach 220 lub 380 V.
Wyłączniki automatyczne mogą ograniczać prąd lub nie. W pierwszym przypadku maszyna jest przełącznikiem, w którym czas wyłączenia jest ustawiony na wyjątkowo małą wartość, podczas której prądy zwarciowe nie mają czasu osiągnąć maksimum.
Automaty są klasyfikowane według liczby biegunów i mogą być jedno-, dwu-, trzy- i czterobiegunowe. Są wyposażone w wyzwalacze napięcia maksymalnego, niezależnego, minimalnego lub zerowego. Szybkość reakcji ma ogromne znaczenie, gdy urządzenia mogą działać normalnie, szybko i selektywnie. Niektóre urządzenia umożliwiają kombinację cech technicznych. Niektóre modele są wyposażone w wolne styki, a przewody są do nich podłączone na różne sposoby.
Istnieje podział na różne typy ze względu na konstrukcję wyzwalacza lub wyłącznika zainstalowanego w maszynie. Elementy te odgrywają ważną rolę i dzielą się na magnetyczne i termiczne. W pierwszym przypadku wyłącznik jest wyłącznikiem szybkim i zapewnia ochronę przed zwarciami. Czas reakcji wynosi od 0,005 do 3-4 sekund. Wyzwalacz termiczny działa znacznie wolniej, dlatego służy głównie do ochrony przed przeciążeniem. Podstawą elementu jest płyta bimetaliczna, która nagrzewa się pod wpływem rosnących obciążeń. Czas odpowiedzi waha się od 3-4 sekund do kilku minut.
Ponadto maszyny są podzielone według rodzaju wyłączenia lub według. Każdy typ A, B, C, D, K, Z. Na przykład typ A jest używany do otwierania obwodów o znacznej długości okablowania i dobrze chroni urządzenia półprzewodnikowe. Granica działania to 2-3 prądy znamionowe. Typ B jest stosowany w systemach oświetleniowych ogólnego przeznaczenia i ma próg zadziałania wynoszący 3-5 prądów znamionowych. Bardziej szczegółowe informacje na temat każdego typu maszyny można znaleźć w tabeli.
Rodzaje wyzwalaczy wyłącznikowych
Wszystkie wyzwalacze stosowane w wyłącznikach można podzielić na dwie grupy. Do pierwszej grupy zaliczają się urządzenia chroniące obwody elektryczne i potrafiące rozpoznać początek sytuacji krytycznej w przypadku wystąpienia przetężenia. W wyniku aktywacji dalszy rozwój wypadku zostaje zatrzymany z powodu rozbieżności głównych kontaktów roboczych.
Drugą grupę wydań reprezentują dodatkowe urządzenia, które nie wchodzą w skład podstawowego pakietu maszyn. Na życzenie można zamontować:
- Niezależne wyzwalacze zdolne do zdalnego wyłączania wyłączników po odebraniu sygnału z obwodu pomocniczego.
- Wyzwalacz podnapięciowy. Wyłącza maszynę, jeśli napięcie spadnie poniżej dopuszczalnych wartości granicznych.
- Zwolnienie napięcia zerowego. Jego styki otwierają się w przypadku znacznego spadku napięcia.
Uwalnianie termiczne
Przykładowy wyzwalacz termiczny pokazany na rysunku wykonany jest w postaci bimetalicznej płytki. Podczas procesu nagrzewania wygina się, zmienia kształt i wpływa na mechanizm zwalniający. Aby wytworzyć płytę, dwa metalowe paski są ze sobą mechanicznie łączone. Materiał każdej taśmy posiada inny współczynnik rozszerzalności cieplnej. Połączenie odbywa się poprzez lutowanie, spawanie lub nitowanie. Zginanie płyty powstaje w wyniku różnych zmian długości podczas ogrzewania. Wyzwalacze termiczne zapewniają ochronę przed prądami przeciążeniowymi i można je skonfigurować dla określonego trybu pracy.
Główną zaletą wyzwalacza termicznego jest jego wysoka odporność na wibracje, brak części trących oraz możliwość pracy w brudnych warunkach. Charakteryzują się prostotą konstrukcji i niskim kosztem. Wady obejmują stały pobór mocy, wrażliwość na zmiany temperatury i możliwość fałszywych alarmów w przypadku nagrzania przez zewnętrzne źródła.
Powszechnie stosowane są również wyzwalacze elektromagnetyczne o natychmiastowym działaniu. Strukturalnie są wykonane w postaci elektromagnesu z rdzeniem, który działa na mechanizm zwalniający. Gdy przez uzwojenie elektromagnesu przepływa nadprąd, wytwarza się pole magnetyczne, które porusza rdzeń i jednocześnie pokonuje opór sprężyny powrotnej.
Wyzwalacz elektromagnetyczny jest skonfigurowany tak, aby wyzwalał w przypadku zwarcia, którego wartość wynosi 2-20 ln. Z kolei wartość ln = 200 A. Błąd ustawień może wynosić 20% w tę czy inną stronę od określonej wartości. Dlatego ustawienia wyzwalania wyłączników mocy są podawane w amperach lub jako wielokrotność prądu znamionowego. Wyłączniki modułowe mają charakterystyki ochronne oznaczone B (3-5), C (5-10) i D (10-50), gdzie wartości cyfrowe odpowiadają maksymalnemu prądowi znamionowemu ln, przy którym następuje rozłączenie styków.
Wyzwolenie elektromagnetyczne
Głównymi zaletami wyzwalaczy elektromagnetycznych jest odporność na wibracje, wstrząsy i inne wpływy mechaniczne, a także prostota konstrukcji, która ułatwia naprawę i konserwację urządzenia. Wady obejmują natychmiastową pracę, bez opóźnień czasowych, a także powstawanie pola magnetycznego podczas pracy.
Opóźnienie czasowe ma ogromne znaczenie, ponieważ zapewnia selektywność. Jeśli występuje selektywność lub selektywność, maszyna wejściowa rozpoznaje obecność zwarcia, ale jest pomijana przez określony ustawiony czas. W tym czasie znajdujące się za nim urządzenie zabezpieczające musi mieć czas na zadziałanie, wyłączając nie cały obiekt, a jedynie uszkodzony obszar.
Dość często wyzwalacze termiczne i elektromagnetyczne stosuje się łącznie, łącząc oba elementy szeregowo. Ta kombinacja nazywana jest uwalnianiem kombinowanym lub termomagnetycznym.
Wydanie półprzewodnika
Bardziej złożone urządzenia obejmują wyzwalacze półprzewodnikowe. Każdy z nich zawiera jednostkę sterującą, przekładniki prądowe na prąd przemienny lub wzmacniacze magnetyczne na prąd stały, a także elektromagnes uruchamiający, który pełni funkcję niezależnego wyzwalacza. Za pomocą jednostki sterującej konfigurowany jest program zdefiniowany przez użytkownika, pod kierunkiem którego zostaną zwolnione styki główne.
Podczas procesu ustawień wykonywane są następujące czynności:
- Prąd znamionowy maszyny jest regulowany
- Regulowana jest zwłoka czasowa w strefach przeciążenia i zwarcia.
- Określono ustawienie reakcji na zwarcie.
- Konfigurowanie wyłączników ochronnych, które mają być wyzwalane przez przełączanie jednofazowe.
- Ustawienie przełącznika wyłączającego zwłokę czasową, gdy zwarcie zmienia tryb selektywności na tryb natychmiastowy.
Wydanie elektroniczne
Konstrukcja wyzwalacza elektronicznego przypomina konstrukcję podobnego urządzenia półprzewodnikowego. Składa się również z elektromagnesu, urządzeń pomiarowych i jednostki sterującej. Wartość prądu roboczego i czas podtrzymania ustawiane są krokowo, zapewniając gwarantowaną pracę w przypadku zwarcia i prądów rozruchowych.
Zaletami tych urządzeń są różnorodne ustawienia i możliwość wyboru, działanie zainstalowanego programu z dużą dokładnością, obecność wskaźników wydajności i powodów działania, logiczna selektywna komunikacja z przełącznikami umieszczonymi nad i pod maszyną.
Wady obejmują wysoką cenę, kruchość jednostki sterującej i wrażliwość na wpływ pól elektromagnetycznych.
Modułowe wyłączniki prądu stałego, czyli prościej wyłączniki, stosowane są w sieciach i instalacjach elektrycznych, szafach telekomunikacyjnych i panelach automatyki. Dlaczego nazywa się je modułowymi? Rzecz w tym, że są produkowane w standardowych kompaktowych obudowach i są modułami jednobiegunowymi, które mogą składać się z urządzeń jednobiegunowych, dwubiegunowych lub trójbiegunowych. Według obowiązującej normy szerokość jednego takiego słupa wynosi 17,5 mm.
Wyłącznik obwodu prądu stałego różni się od zwykłego wyłącznika obwodu tym, że automatycznie przerywa obwód w przypadku zwarcia lub przeciążenia. Konstrukcja urządzenia obejmuje kilka głównych elementów:
Nowoczesne wyłączniki automatyczne zawierają dwa wyzwalacze (urządzenia zabezpieczające):
Z powyższego wynika, że przełączniki prądu stałego są w stanie rozwiązać następujące problemy:
Należy pamiętać, że wyłącznik prądu stałego różni się od swojego odpowiednika prądu przemiennego przede wszystkim polaryzacją. Należy to wziąć pod uwagę przy podłączaniu.
Główne zalety
Automatyczne przełączniki stały się powszechne ze względu na szereg zalet:
Ponadto wyłączniki do pracy z prądem stałym są dostępne w różnych wartościach prądowych od 6 do 125 A, co pozwala dobrać je do dowolnego sprzętu i dowolnej sieci elektrycznej.
Ważne cechy
Wyłączniki automatyczne na prąd stały mają następujące główne cechy:
Jak powiedzieliśmy powyżej, oznaczenie literowe służy do charakterystyki czasowo-prądowej:
Zatem, aby zapewnić ochronę sieci, przy wyborze wyłącznika konieczne jest dobranie jego charakterystyki zgodnie z charakterystyką sprzętu i kabli.
Dlaczego warto dokonać zakupów w naszym sklepie
W sklepie ATLANT SNAB możesz wybrać maszynę prądu stałego o dowolnej charakterystyce, która Cię interesuje. Ale to nie jedyny powód, dla którego warto kupić u nas przełącznik:
Aby kupić rozłączniki DC już teraz, dokonaj zakupu na stronie internetowej lub po prostu zadzwoń na nasz numer kontaktowy. Kontaktując się z nami choć raz, z pewnością zostaniesz naszym stałym klientem!
Wiele osób wie ze szkolnych zajęć z fizyki, że prąd może być zmienny i stały. Jeśli nadal możemy coś śmiało powiedzieć na temat wykorzystania prądu przemiennego (wszystkie domowe odbiorniki elektryczne zasilane są prądem przemiennym), to o prądzie stałym nie wiemy praktycznie nic. Ale skoro istnieją sieci prądu stałego, oznacza to, że są konsumenci, a zatem takie sieci również wymagają ochrony. W tym artykule przyjrzymy się, gdzie znajdują się odbiorniki prądu stałego i jaka jest różnica między urządzeniami zabezpieczającymi dla tego rodzaju prądu.
Żaden rodzaj prądu elektrycznego nie jest „lepszy” od drugiego – każdy nadaje się do rozwiązywania konkretnych problemów: prąd przemienny idealnie nadaje się do wytwarzania, przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej na duże odległości, natomiast prąd stały znajduje zastosowanie w specjalnych obiektach przemysłowych, instalacjach energia słoneczna , centra danych, podstacje elektryczne itp.
Szafka rozdzielcza prądu stałego dla podstacji elektrycznej
Zrozumienie różnic między prądem przemiennym i stałym zapewnia jasne zrozumienie wyzwań stojących przed wyłącznikami prądu stałego. Prąd przemienny o częstotliwości przemysłowej (50 Hz) zmienia swój kierunek w obwodzie elektrycznym 50 razy na sekundę i „przechodzi” przez wartość zerową taką samą liczbę razy. To „przejście” wartości prądu przez zero przyczynia się do szybkiego wygaszenia łuku elektrycznego. W obwodach prądu stałego wartość napięcia jest stała, podobnie jak kierunek prądu jest stały w czasie. Fakt ten znacznie utrudnia wygaszenie łuku prądu stałego i dlatego wymaga specjalnych rozwiązań konstrukcyjnych.
Połączone wykresy trybów normalnego i przejściowego podczas odłączania: a) prąd przemienny; b) prąd stały
Jednym z takich rozwiązań jest zastosowanie magnesu stałego (3). Ruch łuku w polu magnetycznym jest jedną z metod gaszenia w urządzeniach do 1 kV i znajduje zastosowanie w wyłącznikach modułowych. Łuk elektryczny, będący zasadniczo przewodnikiem, pod wpływem pola magnetycznego jest wciągany do komory gaszenia łuku, gdzie zostaje ostatecznie wygaszony.
1 - ruchomy kontakt
2 - kontakt stały
3 - lutowanie kontaktowe zawierające srebro
4 - magnes
5 - komora gaszenia łuku
6 - wspornik
Należy przestrzegać polaryzacji
Inną i być może kluczową różnicą między wyłącznikami prądu przemiennego i stałego jest obecność polaryzacji w tym drugim.
Schematy połączeń dla jednobiegunowych i dwubiegunowych wyłączników prądu stałego
Jeśli chronisz jednofazową sieć prądu przemiennego za pomocą dwubiegunowego wyłącznika automatycznego (z dwoma chronionymi biegunami), nie ma różnicy, w którym biegunie podłączysz przewód fazowy lub neutralny. Podczas podłączania wyłączników do sieci prądu stałego należy zwrócić uwagę na prawidłową polaryzację. Przy podłączaniu rozłącznika jednobiegunowego DC napięcie zasilania podawane jest na zacisk „1”, a przy podłączaniu rozłącznika dwubiegunowego napięcie zasilania podawane jest na zaciski „1” i „4”.
Dlaczego jest to takie ważne? Patrzeć wideo. Autor filmu przeprowadza kilka testów z przełącznikiem 10-amperowym:
- Włączenie wyłącznika w sieci z zachowaniem prawidłowej polaryzacji - nic się nie dzieje.
- Przełącznik montowany jest w sieci z odwrotną polaryzacją; parametry sieci U=376 V, I=7,5 A. W rezultacie: silna emisja dymu, po której następuje zapłon wyłącznika.
- Przełącznik jest zainstalowany z zachowaniem prawidłowej polaryzacji, a prąd w obwodzie wynosi 40 A, czyli 4-krotność jego wartości znamionowej. Zabezpieczenie termiczne, jak powinno, po kilku sekundach rozwarło chroniony obwód.
- Ostatni i najbardziej rygorystyczny test został przeprowadzony przy tym samym 4-krotnym nadmiarze prądu i odwrotnej polaryzacji. Na wynik nie trzeba było długo czekać – natychmiastowy zapłon.
Zatem wyłączniki prądu stałego są urządzeniami zabezpieczającymi stosowanymi w obiektach energii alternatywnej, systemach automatyki i sterowania procesami przemysłowymi itp. Specjalne wersje charakterystyk ochronnych Z, L, K umożliwiają ochronę zaawansowanych technologicznie urządzeń przedsiębiorstw przemysłowych.