Disjuntor CC monopolar. Disjuntores de curto-circuito em uma usina de energia solar
- 0,4 kV
- trocar
- fusível
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4-13. PROTETORES DE REDE DC PARA TENSÃO NOMINAL ATÉ 24 V
Para proteger os circuitos contra sobrecorrentes alimentadas por fontes CC de baixa potência com tensão de até 24 V, são utilizados disjuntores unipolares (Fig. 4-40) com corrente contínua nominal de 2 a 50 A. Eles são produzidos no mesmo tamanho e possuem um atraso de tempo inversamente dependente da corrente em todas as correntes maiores que a corrente limite, que está entre a corrente nominal e 120-130% da corrente nominal.
Arroz. 4-40. Disjuntor automático para redes DC 50 A, 24 V.
Com uma corrente igual a 200% da corrente nominal, o atraso de tempo para diferentes versões está na faixa de 25 a 80 segundos quando aquecido a partir de um estado frio e pelo menos 5 segundos após aquecimento com corrente nominal. A capacidade de interrupção é de 10,00 A para corrente nominal dos relés até 10 A e 1.500 A para versões para correntes nominais superiores. Vida útil garantida de 10.000 inclusões.
Uma característica do projeto é a ausência de disparo livre, o que em alguns casos é aconselhável, pois permite manter a máquina fechada, apesar da presença de sobrecorrente.
Quando a manopla está na posição “ligada”, o contato móvel 1 é sempre pressionado contra o contato fixo 2 por meio do pino 8, que é acionado pela mola 9. Neste caso, o bloco 3 comprime a mola 4 . É segurado porque seu dente 5 saltou sobre o dente 6 da placa termobimetálica 7. Quando sobrecarregada, a placa termobimetálica dobra, os dentes 5 e 6 se desengatam e se a alça não for mantida na posição ligada, ocorre então um desligamento, pois sob a influência da mola 4 a manopla passa para a posição desligada e o pino 8 localizado em seu interior abre o contato.
4-14. AB-45-1/6000 AUTOMÁTICO SEMI-RÁPIDO
Máquina automática AB-45-1/6000 para tensão 750 V, corrente 6 000 A corrente contínua - monopolar, com acionamento eletromagnético, disparador de abertura e disparador instantâneo máximo com ajuste ajustável 6 000-12 000 A. Foi projetado para proteger instalações DC de alta potência, principalmente metalúrgicas. O diagrama cinemático principal do autômato é aproximadamente o mesmo do autômato universal; entretanto, seu próprio tempo de operação foi reduzido, para isso foi utilizado um relé de sobrecorrente com derivação indutiva (fig. 4-41).
Arroz. 4-41. Disparador máximo com shunt indutivo para disjuntor AB-45-1/6000 para 6.000 I, 750 V DC.
Parte do fluxo magnético criado pela corrente que passa pela janela 1 do circuito magnético passa pela derivação 2 e evita que a armadura 3 ligue. Em altas taxas de crescimento de corrente, o fluxo através da derivação de retenção aumenta lentamente devido à influência da manga de cobre 4, o que leva a uma atração acelerada da armadura de liberação.
Durante o teste (L. 4-9), apesar da enorme taxa de aumento de corrente (25-10 + 6 a/s), o próprio tempo de resposta foi de 10 - 15 ms, a corrente não foi limitada pela máquina e atingiu 200 kA, a máquina foi destruída por forças eletrodinâmicas. Em condições semelhantes, o autômato VAB-2 limitou a corrente a 42 kA. A capacidade de interrupção do AB-45-1/6000 foi testada até 90 kA a uma tensão de 500 V. O autômato desligou tal corrente com seu próprio tempo de 20-35 ms e um tempo total de cerca de 40 ms.
Os disjuntores CC são usados para desconectar o circuito sob carga. Nas subestações de tração, os interruptores são usados para desligar as linhas de alimentação de 600 V durante sobrecargas e correntes de curto-circuito e para desligar a corrente reversa das unidades retificadoras durante a ignição reversa ou quebra de válvulas (ou seja, curtos-circuitos internos durante a operação paralela das unidades).
O arco elétrico é extinto por interruptores automáticos no ar nas buzinas em arco. O alongamento do arco pode ser feito por sopro magnético ou em câmaras com fendas estreitas.
Em todos os casos de desconexão do circuito e formação de arco elétrico, ocorre um movimento natural ascendente do arco junto com o movimento do ar por ele aquecido, ou seja, explosão térmica.
Usado principalmente disjuntores de alta velocidade.
Arroz. 1. Oscilogramas de corrente e tensão quando a corrente de curto-circuito é desligada: a - por uma chave de ação não rápida, b - por um disjuntor de ação rápida
O tempo total T para interrupção da corrente de curto-circuito ou sobrecarga do disjuntor consiste em três partes principais (Fig. 1):
T \u003d t o + t 1 + t 2
onde t0 é o tempo de subida da corrente no circuito desconectado até o valor da corrente ajustada, ou seja, até o valor em que opera o dispositivo de disparo do disjuntor; t1 é o tempo de abertura do disjuntor, ou seja, o tempo desde o momento em que a corrente ajustada é atingida até o momento em que os contatos do disjuntor começam a divergir; t2 - tempo de queima do arco.
O tempo de subida da corrente no circuito t0 depende dos parâmetros do circuito e do ajuste do disjuntor.
O tempo de abertura intrínseco t1 depende do tipo de disjuntor: para disjuntores de ação lenta, o tempo de abertura intrínseco está na faixa de 0,1-0,2 seg, para disjuntores de alta velocidade é de 0,0015-0,005 seg.
O tempo de queima do arco t2 depende da magnitude da corrente interrompida e das características dos dispositivos extintores de arco do disjuntor.
O tempo total de desligamento de um interruptor de ação não rápida está na faixa de 0,15-0,3 seg, de um interruptor de ação rápida - 0,01-0,03 seg.
Graças ao seu curto tempo de disparo, o disjuntor de alta velocidade limita o valor máximo da corrente de curto-circuito no circuito protegido.
Nas subestações de tração são utilizados interruptores CC automáticos de alta velocidade: VAB-2, AB-2/4, VAT-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 e outros.
Interruptor VAB-2é polarizado, ou seja, responde à corrente em apenas uma direção - direta ou reversa, dependendo da configuração da chave.
Na fig. 2 mostra o mecanismo eletromagnético de uma chave DC.
Arroz. 2. O mecanismo eletromagnético do disjuntor VAB-2: a - uma seção do disjuntor, b - os limites do desgaste limite dos contatos do disjuntor VAB-2, (A - a espessura mínima de o contato fixo é de 6 mm, B - a espessura mínima do contato móvel é de 16 mm); 1 - bobina de retenção, 2 - circuito magnético, 3 - bobina de comutação, 4 - armadura magnética, 5 - barra de aço superior, 6 - âncora, 7 - bobina de forquilha principal, 8 - bobina de calibração, 9 - circuito magnético em forma de U, 10 - saída de transporte de corrente, 11 - parafuso de ajuste, 12 - placa de derivação, 13 - conexão flexível, 14 - batente, 15 - alavanca da armadura, 16 - eixo da alavanca da armadura, 17 - contato fixo, 18 - contato móvel, 19 - alavanca de contato, Alavanca de contato de 20 eixos, 21 - eixo com rolo, 22 - alavanca de parada, 23 - molas de abertura, 24 - haste, 25 - parafusos de ajuste, 26 - suporte, 27 - núcleo da bobina de retenção
A alavanca da armadura 15 (Fig. 2, a) gira em torno do eixo 16, que passa pela viga de aço superior 5. Na parte inferior da alavanca 15, composta por duas bochechas de silumin, uma âncora de aço 6 é fixada, e no parte superior há uma luva espaçadora com eixo 20, em torno da qual gira a alavanca de contato 19, composta por um conjunto de placas de duralumínio.
Um contato móvel 18 é fixado na parte superior da alavanca de contato, e uma sapata de cobre com conexão flexível 13 é fixada na parte inferior, com a ajuda da qual o contato móvel é conectado à bobina de corrente principal 7 e através dela para na saída 10. Os batentes 14 são fixados na parte inferior da alavanca de contato em ambos os lados, e no lado direito há um eixo de aço com rolo 21, ao qual são fixadas de um lado duas molas de disparo 23. Do outro lateralmente, as molas de desarme são fixadas com o auxílio de parafusos de ajuste 25 em um suporte 26, montado fixamente em uma viga de aço 5.
Na posição desligada, o sistema de alavancas (alavanca de armadura e alavanca de contato) é girado desconectando as molas 23 em torno do eixo 16 até que a armadura 6 pare na haste esquerda do circuito magnético em forma de U.
As bobinas de abertura 3 e retenção 1 do disjuntor são alimentadas por suas próprias necessidades de corrente contínua.
Para ligar o disjuntor, você deve primeiro fechar o circuito da bobina de retenção 1, depois o circuito da bobina de fechamento 3. A direção da corrente em ambas as bobinas deve ser tal que os fluxos magnéticos criados por elas sejam adicionados ao núcleo direito do núcleo do circuito magnético 9, que serve como núcleo da bobina de fechamento; então a armadura 6 será atraída para o núcleo da bobina de comutação, ou seja, estará na posição “Ligada”. Neste caso, o eixo 20, juntamente com a alavanca de contato 19, girará para a esquerda, as molas de abertura 23 se esticarão e tenderão a girar a alavanca de contato 19 em torno do eixo 20.
Quando a chave é desligada, a armadura magnética 4 fica na extremidade do núcleo da bobina de fechamento e, quando a chave é ligada, permanece atraída para a extremidade do núcleo pelo fluxo magnético total das bobinas de fechamento e retenção . A armadura magnética 4 é conectada por meio de uma haste 24 à alavanca de travamento 22, o que evita que a alavanca de contato gire até que o contato móvel pare no fixo. Portanto, permanece uma folga entre os contatos principais, que pode ser ajustada alterando o comprimento da haste 24 e deve ser igual a 1,5-4 mm.
Se a tensão for removida da bobina de comutação, então as forças eletromagnéticas que mantêm a armadura 4 na posição atraída diminuirão e as molas 23, usando a alavanca de travamento 22 e a haste 24, rasgarão a armadura da extremidade do núcleo de bobina de comutação e gire a alavanca de contato até que os contatos principais fechem. Portanto, os contatos principais fecharão somente após a abertura do circuito da bobina de fechamento.
Assim, o princípio do disparo livre é implementado para os disjuntores VAB-2. A folga entre a armadura magnética 4 (também chamada de armadura de disparo livre) e a extremidade do núcleo da bobina de fechamento na posição ligada da chave deve estar entre 1,5-4 mm.
O circuito de controle fornece um pulso de corrente de curto prazo para a bobina de fechamento, cuja duração é suficiente apenas para ter tempo de transferir a armadura para a posição “Ligada”. O circuito da bobina de fechamento é então aberto automaticamente.
A presença de uma viagem gratuita pode ser verificada da seguinte forma. Um pedaço de papel é colocado entre os contatos principais e o contator é fechado. A chave está ligada, mas enquanto o contato do contator estiver fechado, os contatos principais não devem fechar e o papel pode ser removido livremente do espaço entre os contatos. Assim que o contato do contator estiver aberto, a armadura magnética será arrancada do final do núcleo da bobina de fechamento e os contatos principais serão fechados. Neste caso, o papel ficará imprensado entre os contatos e não será possível retirá-lo.
Quando a chave é ligada, ouve-se um duplo golpe característico: o primeiro - da colisão da armadura e do núcleo da bobina de comutação, o segundo - da colisão dos contatos principais fechados.
A polarização do disjuntor consiste em escolher o sentido da corrente na bobina de retenção, dependendo do sentido da corrente na bobina de corrente principal.
Para que a chave desligue o circuito quando a direção da corrente nele muda, a direção da corrente na bobina de retenção é escolhida de modo que os fluxos magnéticos criados pela bobina de retenção e pela bobina de corrente principal coincidam na direção em o núcleo da bobina de fechamento. Portanto, com a corrente fluindo na direção direta, a corrente do circuito principal ajudará a manter o disjuntor na posição fechada.
No modo de emergência, quando a direção da corrente principal é invertida, a direção do fluxo magnético criado pela bobina de corrente principal no núcleo da bobina de comutação mudará, ou seja, o fluxo magnético da bobina de corrente principal será direcionado contra o fluxo magnético da bobina de retenção e em um determinado valor da corrente principal, o núcleo da bobina de comutação será desmagnetizado e as molas de desarme irão desarmar o disjuntor. A velocidade é determinada em maior medida pelo fato de que enquanto o fluxo magnético diminui no núcleo da bobina de comutação, o fluxo magnético aumenta no núcleo da bobina de corrente principal.
Para que o disjuntor abra o circuito quando a corrente aumenta acima da corrente de ajuste na direção direta, a direção da corrente na bobina de retenção é escolhida de modo que o fluxo magnético da bobina de retenção no núcleo da bobina de fechamento é direcionado contra o fluxo magnético da bobina de corrente principal quando a corrente direta flui através dela. Neste caso, com o aumento da corrente principal, aumenta a desmagnetização do núcleo da bobina de fechamento, e a um determinado valor da corrente principal, igual ou superior à corrente de ajuste, o disjuntor desliga.
A corrente de ajuste em ambos os casos é controlada alterando o valor da corrente da bobina de retenção e alterando o intervalo δ1.
O valor da corrente da bobina de retenção é controlado alterando o valor da resistência adicional, conectada em série com a bobina.
Alterar a lacuna δ1 altera a resistência ao fluxo magnético da bobina de corrente principal. Com a diminuição do gap δ1, a resistência magnética diminui e, conseqüentemente, o valor da corrente de interrupção diminui. A alteração da folga δ1 é realizada por meio do parafuso de ajuste 11.
A folga δ2 entre os batentes 14 e as bochechas da alavanca da armadura 15 na posição ligada da chave caracteriza a qualidade do fechamento dos contatos principais e deve estar na faixa de 2 a 5 mm. A planta produz interruptores com folga δ2 igual a 4-5 mm. O valor de folga δ2 determina o ângulo de rotação da alavanca de contato 19 em torno do eixo 20.
A ausência de folga δ2 (os batentes 14 estão em contato com as bochechas da alavanca da armadura 15) indica mau contato ou nenhum contato entre os contatos principais. Uma folga δ2 menor que 2 ou maior que 5 mm indica que os contatos principais estão em contato apenas na borda inferior ou superior. A folga δ2 pode ser pequena devido ao alto desgaste dos contatos, que neste caso são substituídos.
Se as dimensões dos contatos forem suficientes, a regulação da folga δ2 é realizada movendo todo o mecanismo de comutação ao longo da estrutura da chave. Para movimentar o mecanismo, são liberados dois parafusos, com os quais o mecanismo é fixado à estrutura.
A distância entre os contatos principais na posição aberta deve ser de 18 a 22 mm. A pressão dos contatos principais para interruptores com corrente nominal de até 2.000 A inclusive deve estar na faixa de 20-26 kg, e para interruptores com corrente nominal de 3.000 A - na faixa de 26-30 kg.
Na fig. 2, b mostra o sistema móvel do disjuntor com a designação do limite de desgaste limite dos contatos. O contato móvel é considerado desgastado quando a dimensão B for menor que 16 mm, e o contato fixo é considerado desgastado quando a dimensão A for menor que 6 mm.
Na fig. 3 mostra um esquema de controle detalhado para o disjuntor VAB-2. O circuito fornece um pulso de curto prazo para a bobina de comutação e não permite acionamentos múltiplos e repetidos quando o botão liga / desliga é pressionado por um longo período, ou seja, protege contra “voz”. A bobina de retenção está energizada o tempo todo.
Para ligar a chave, pressione o botão “On”, fechando assim o circuito das bobinas do contator K e do bloqueio RB. Neste caso, é acionado apenas o contator, que fecha o circuito da bobina de fechamento VK.
Assim que a armadura assumir a posição “On”, os contatos auxiliares de fechamento da chave BA fecharão e os contatos de abertura abrirão. Um dos contatos auxiliares desvia a bobina do contator K, o que interromperá o circuito da bobina de fechamento. Neste caso, toda a tensão da rede será aplicada à bobina do relé de bloqueio RB, que, acionado, por meio de seus contatos, desvia novamente a bobina do contator.
Para fechar novamente o disjuntor, abra o botão liga/desliga e feche-o novamente.
A resistência de descarga CP, conectada em paralelo com a bobina de retenção DC, serve para reduzir a sobretensão quando o circuito da bobina é aberto. A resistência ajustável do LED permite alterar a corrente da bobina de retenção.
A corrente nominal da bobina de retenção na tensão de 110 V é de 0,5 A, e a corrente nominal da bobina de fechamento na mesma tensão e conexão paralela de ambas as seções é de 80 A.
Arroz. 3. Circuito elétrico de controle da chave VAB-2: Desligado. - botão de abertura, DK - bobina de retenção, SD - resistência adicional, CP - resistência de descarga, BA - contatos auxiliares do interruptor, LK, LZ - lâmpadas de sinalização vermelha e verde, Incl. - botão liga / desliga, K - contator e seu contato, RB - relé de bloqueio e seu contato, VK - bobina de fechamento, AP - interruptor automático
São permitidas flutuações de tensão dos circuitos operacionais de -20% a +10% da tensão nominal.
O tempo total de desligamento do circuito pela chave VAB-2 é de 0,02-0,04 seg.
A extinção do arco quando o disjuntor quebra sob carga ocorre na calha do arco por meio de explosão magnética.
A bobina de sopro magnético é geralmente conectada em série com o contato fixo principal da chave e é uma bobina do barramento condutor de corrente principal, dentro do qual existe um núcleo feito de fita de aço. Para concentrar o campo magnético na zona de formação do arco nos contatos, o núcleo da bobina magnética de sopro das chaves possui pólos.
A câmara de extinção de arco (Fig. 4) é uma caixa plana de cimento-amianto, dentro da qual são feitas duas divisórias longitudinais 4. Na câmara é instalada uma buzina 1, por dentro da qual passa o eixo de rotação da câmara. Esta buzina está eletricamente conectada a um contato móvel. A outra buzina 7 está fixada num contacto fixo. Para garantir uma transição rápida do arco do contato móvel para a buzina 1, a distância da buzina ao contato não deve ser superior a 2-3 mm.
O arco elétrico que ocorreu ao desligar entre os contatos 2 e 6 sob a influência de um forte campo magnético da bobina magnética 5 é rapidamente soprado nas buzinas 1 e 7, alonga-se, é resfriado pelo fluxo de ar que se aproxima e pelas paredes da câmara em slots estreitos entre as partições e sai rapidamente. Recomenda-se inserir ladrilhos cerâmicos nas paredes da câmara na zona de extinção do arco.
As câmaras de extinção de arco dos disjuntores para tensões de 1500 V e superiores (Fig. 5) diferem das câmaras para tensões de 600 V pelas grandes dimensões gerais e pela presença de furos nas paredes externas para liberação de gases e magnético adicional dispositivo de explosão.
Arroz. 4. Câmara de extinção de arco do disjuntor VAB-2 para tensão de 600 V: 1 e 7 - buzinas, 2 - contato móvel, 3 - paredes externas, 4 - divisórias longitudinais, 5 - bobina magnética de sopro, 6 - contato fixo
Arroz. 5. Câmara de extinção de arco do disjuntor VAB-2 para tensão de 1500 V: a - disposição da câmara, b - circuito de extinção de arco com sopro magnético adicional; 1 - contato móvel, 2 - contato fixo, 3 - bobina de sopro magnética, 4 e 8 - buzinas, 5 e 6 - buzinas auxiliares, 7 - bobina de sopro magnética auxiliar, I, II, III, IV - posição do arco durante a extinção
O dispositivo de sopro magnético adicional consiste em duas buzinas auxiliares 5 e 6, entre as quais está conectada a bobina 7. À medida que o arco se alonga, ele começa a fechar através das buzinas auxiliares e da bobina, o que, devido à corrente que flui através dele, cria sopro magnético adicional. Todas as câmaras possuem tiras de metal na parte externa.
Para uma extinção rápida e estável do arco, a divergência dos contatos deve ser de pelo menos 4-5 mm.
O corpo da chave é feito de material não magnético - silumin - e é conectado a um contato móvel, portanto, durante a operação, fica sob tensão total de operação.
Alternar DC automático de alta velocidade VAT-42
Operação de disjuntores DC
Em operação, é necessário monitorar o estado dos contatos principais. A queda de tensão entre eles na carga nominal deve estar dentro de 30 mV.
Os contatos são limpos de óxido com uma escova de aço (escova de escova). Quando aparece flacidez, eles são removidos com lima, porém os contatos não devem ser lixados para restaurar seu formato plano original, pois isso leva ao seu rápido desgaste.
É necessário limpar periodicamente as paredes da câmara de extinção de arco de depósitos de cobre e carvão.
Durante a revisão do disjuntor CC, é verificado o isolamento das bobinas de retenção e manobra em relação ao corpo, bem como a resistência de isolamento das paredes da câmara de extinção de arco. O isolamento da câmara de arco é testado aplicando tensão entre os contatos principais móveis e fixos com a câmara fechada.
Antes de colocar o interruptor em operação após reparo ou armazenamento de longo prazo, sua câmara deve ser seca por 10 a 12 horas a uma temperatura de 100 a 110 ° C.
Após a secagem, a câmara é montada na chave e a resistência de isolamento é medida entre dois pontos da câmara opostos aos contatos móveis e fixos quando estes estão abertos. Esta resistência deve ser de pelo menos 20 mΩ.
As configurações da chave são calibradas em laboratório com a corrente recebida de um gerador de baixa tensão com tensão nominal de 6-12 V.
Na subestação, as chaves são calibradas com a corrente de carga ou com auxílio de um reostato de carga na tensão nominal de 600 V. Um método para calibração de disjuntores CC pode ser recomendado usando uma bobina de calibração de 300 voltas de fio PEL com diâmetro de 0,6 mm, montada no núcleo da bobina de corrente principal. Ao passar uma corrente contínua pela bobina, o valor de ajuste da corrente é definido pelo número de voltas de ampere no momento em que a chave é desligada. Os interruptores da primeira versão, produzidos anteriormente, diferem dos interruptores da segunda versão pela presença de um amortecedor de óleo.
Contente:Em todas as redes elétricas é utilizado um grande número de dispositivos cuja principal função é proteger linhas e equipamentos contra sobrecargas de corrente e curtos-circuitos. Dentre eles, é amplamente utilizado o disjuntor, que realiza não apenas proteção, mas também comutação de circuitos. Assim, os disjuntores permitem ligar e desligar seções específicas, protegendo-as de sobrecargas de corrente, desconectando os circuitos protegidos em caso de emergência.
Tipos de máquinas elétricas
Os disjuntores são amplamente utilizados em sistemas de alimentação de energia, fornecendo proteção confiável para circuitos e redes elétricas, eletrodomésticos e equipamentos elétricos. Sua principal tarefa é desenergizar o circuito no momento certo, desligando o fornecimento de corrente elétrica. O disjuntor desarma durante curtos-circuitos, bem como quando os fios são aquecidos devido a sobrecargas na rede.
Os disjuntores podem operar em circuitos CC e CA, e os projetos universais são capazes de funcionar na presença de qualquer corrente elétrica na rede. De acordo com o projeto, eles são divididos em três tipos, que servem de base para outros tipos de disjuntores:
- Máquinas de ar. Eles são utilizados na produção industrial, onde as correntes nos circuitos podem atingir vários milhares de amperes.
- Autômatos fundidos. Eles têm uma ampla faixa de operação de 16 a 1000 A.
- Máquinas modulares. São amplamente utilizados em apartamentos e residências particulares. Seu nome está associado à largura padrão, que é uma multiplicidade de 17,5 mm, dependendo do número de pólos. Ou seja, vários switches podem ser usados em um bloco ao mesmo tempo.
Todos os disjuntores são divididos de acordo com a corrente e tensão nominais, pois a maioria dos dispositivos de proteção são instalados em redes de 220 ou 380V.
Os disjuntores podem ser limitadores de corrente ou não limitadores de corrente. No primeiro caso, o disjuntor é uma chave em que o tempo de abertura é ajustado para um valor extremamente pequeno, durante o qual as correntes de curto-circuito não têm tempo de atingir o máximo.
Os autômatos são classificados de acordo com o número de pólos e podem ser de um, dois, três e quatro pólos. Eles são equipados com relés de sobretensão, shunt, subtensão ou tensão zero. De grande importância é a velocidade de resposta, quando os dispositivos podem ser normais, rápidos e seletivos. Alguns dispositivos permitem uma combinação de especificações. Alguns modelos são equipados com contatos livres e os condutores são conectados a eles de diferentes maneiras.
Há uma divisão em diferentes tipos de acordo com o projeto do relé ou disjuntor instalado na máquina. Esses elementos desempenham um papel importante e são separados em magnéticos e térmicos. No primeiro caso, o disjuntor tem ação rápida e oferece proteção em caso de curto-circuito. O tempo de resposta é de 0,005 a 3-4 segundos. O funcionamento do disparador térmico é muito mais lento, por isso é utilizado principalmente para proteção contra sobrecarga. A base do elemento é uma placa bimetálica, que aquece com cargas crescentes. O período de resposta varia de 3-4 segundos a vários minutos.
Além disso, as máquinas são divididas por tipo de desligamento ou por. Cada tipo é A, B, C, D, K, Z. Por exemplo, o tipo A é usado ao abrir circuitos que possuem um comprimento significativo de fiação, pois protege bem os dispositivos semicondutores. O limite operacional é de 2-3 correntes nominais. O Tipo B é usado em sistemas de iluminação de uso geral e tem um limite de resposta de 3 a 5 correntes nominais. Informações mais detalhadas sobre cada tipo de máquina podem ser obtidas na tabela.
Tipos de liberações de disjuntores
Todos os relés utilizados em disjuntores podem ser divididos em dois grupos. O primeiro grupo inclui dispositivos que protegem circuitos elétricos e são capazes de reconhecer o início de uma situação crítica quando aparecem sobrecorrentes. Como resultado da operação, o desenvolvimento do acidente é interrompido devido à divergência dos principais contactos de trabalho.
O segundo grupo de lançamentos é representado por dispositivos adicionais que não fazem parte do equipamento básico das máquinas. Sob o pedido pode ser instalado:
- Bobinas shunt capazes de desarmar remotamente os disjuntores quando um sinal é recebido do circuito auxiliar.
- Liberação de subtensão. Efetua o desligamento da máquina em caso de queda de tensão abaixo dos limites aceitáveis.
- Liberação de tensão zero. Seus contatos abrem quando ocorre uma queda significativa de tensão.
Liberação térmica
Uma amostra de liberação térmica, mostrada na figura, é feita na forma de uma placa bimetálica. No processo de aquecimento, ele dobra, muda de forma e afeta o mecanismo de liberação. Para a fabricação da placa, duas tiras metálicas são interligadas mecanicamente. O material de cada fita possui um coeficiente de expansão térmica diferente. A conexão é feita por soldagem, soldagem ou rebitagem. A flexão da placa é formada devido a diferentes mudanças no comprimento durante o aquecimento. Os relés térmicos fornecem proteção contra correntes de sobrecarga e podem ser configurados para um determinado modo de operação.
A principal vantagem da liberação térmica é a alta resistência às vibrações, a ausência de peças em atrito e a capacidade de trabalhar sujos. Eles são caracterizados por um design simples e baixo custo. Como desvantagens, destacam-se o consumo constante de energia elétrica, a sensibilidade às mudanças de temperatura, a possibilidade de falsos alarmes quando aquecido por fontes estranhas.
Liberações eletromagnéticas com ação instantânea receberam a mesma ampla aplicação. Estruturalmente, são constituídos em forma de solenóide com núcleo atuando no mecanismo de disparo. Quando uma sobrecorrente flui através do enrolamento do solenóide, cria-se um campo magnético que move o núcleo e simultaneamente supera a resistência da mola de retorno.
O ajuste do disparador eletromagnético é feito para operação em caso de curto-circuito, cujo valor é 2-20 ln. Por sua vez, o valor ln = 200 A. O erro de configuração pode ser de 20% em uma direção ou outra do valor especificado. Portanto, as configurações de operação das máquinas elétricas são indicadas em amperes ou em múltiplos da corrente nominal. Os disjuntores modulares possuem características de proteção, denotadas B (3-5), C (5-10) e D (10-50), onde os valores digitais correspondem à corrente nominal limite ln, na qual os contatos divergem.
Liberação eletromagnética
As principais vantagens dos disparadores eletromagnéticos são a resistência a vibrações, choques e outras influências mecânicas, além da simplicidade de design, o que facilita o reparo e manutenção do dispositivo. As desvantagens incluem resposta instantânea, sem atrasos, bem como a criação de um campo magnético durante a operação.
O atraso temporal é de grande importância, pois garante a seletividade. Na presença de seletividade ou seletividade, a presença de um curto-circuito é reconhecida pela máquina introdutória, mas é ignorada por um determinado tempo definido. Durante este período, o dispositivo de proteção a jusante deve ter tempo para operar, o que não desliga todo o objeto, mas apenas a área danificada.
Muitas vezes, os disparadores térmicos e eletromagnéticos são usados em conjunto, conectando ambos os elementos em série. Esse pacote é chamado de liberação combinada ou termomagnética.
Liberação de semicondutores
Dispositivos mais complexos incluem lançamentos de semicondutores. Cada um deles inclui uma unidade de controle, transformadores de instrumentos para corrente alternada ou amplificadores magnéticos para corrente contínua, além de um eletroímã executivo que desempenha a função de disparador independente. Com a ajuda da unidade de controle, é definido um programa definido pelo usuário, sob a orientação do qual os contatos principais serão desconectados.
Durante o processo de configuração, as seguintes etapas são executadas:
- A corrente nominal da máquina é regulada
- O tempo de atraso nas zonas de sobrecargas e curtos-circuitos é ajustado.
- O limite de operação de curto-circuito é determinado.
- Configuração de chaves de segurança para operação a partir de comutação monofásica.
- Configuração do interruptor que desativa a temporização quando o modo de seletividade passa para modo instantâneo em caso de curto-circuito.
Liberação eletrônica
O design da liberação eletrônica se assemelha ao dispositivo de um dispositivo semicondutor semelhante. Também consiste em um eletroímã, dispositivos de medição e uma unidade de controle. O valor da corrente de operação e o tempo de exposição são definidos em etapas, proporcionando operação garantida em caso de curto-circuito e correntes de partida.
As vantagens desses dispositivos são a variedade de configurações e a possibilidade de escolha, o funcionamento do programa instalado com alta precisão, a presença de indicadores de saúde e motivos de funcionamento, a conexão seletiva lógica com os interruptores localizados acima e abaixo da máquina .
As desvantagens incluem o alto preço, a fragilidade da unidade de controle e a sensibilidade à influência dos campos eletromagnéticos.
Os disjuntores modulares DC, ou mais simplesmente autômatos, são utilizados em redes elétricas e instalações elétricas, gabinetes de telecomunicações, painéis de automação. Por que eles são chamados de modulares? O fato é que eles estão disponíveis em caixas compactas padrão e são módulos unipolares, que podem consistir em dispositivos unipolares, bipolares ou tripolares. De acordo com o padrão existente, a largura de um desses postes é de 17,5 mm.
O disjuntor DC difere do usual porque interrompe o circuito em caso de curto-circuito ou sobrecarga automaticamente. O design do dispositivo inclui vários elementos principais:
Os disjuntores modernos contêm dois relés (dispositivos de proteção):
Do exposto, conclui-se que os interruptores DC são capazes de resolver as seguintes tarefas:
Observe que o autômato DC difere do analógico AC principalmente por ter polaridade. Isso deve ser levado em consideração ao conectá-lo.
Vantagens principais
Os disjuntores são amplamente utilizados devido a uma série de vantagens:
Além disso, os disjuntores automáticos para operação em corrente contínua estão disponíveis em uma ampla variedade de classificações de corrente de 6 a 125 A, o que permite escolhê-los para qualquer equipamento e qualquer rede elétrica.
Caracteristicas importantes
Os disjuntores para operação CC possuem as seguintes características principais:
Como dissemos acima, uma designação de letra é usada para a característica tempo-corrente:
Assim, para garantir a proteção da rede, ao escolher um disjuntor é necessário selecionar suas características de acordo com as características dos equipamentos e cabos.
Por que você deve comprar em nossa loja
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Muitas pessoas sabem, em um curso escolar de física, que a corrente pode ser variável e constante. Se ainda pudermos dizer algo com certeza sobre o uso de corrente alternada (todos os receptores elétricos domésticos são alimentados por corrente alternada), então não sabemos praticamente nada sobre corrente contínua. Mas como existem redes de corrente contínua, também existem consumidores e, consequentemente, também é necessária proteção para essas redes. Onde se encontram os consumidores de corrente contínua e qual a diferença entre os dispositivos de proteção para este tipo de corrente, consideraremos neste artigo.
Nenhum tipo de corrente elétrica é "melhor" que o outro - cada um é adequado para resolver certos problemas: a corrente alternada é ideal para gerar, transmitir e distribuir eletricidade em longas distâncias, enquanto a corrente contínua encontra sua aplicação em instalações industriais especiais, instalações solares energia, data centers, subestações elétricas, etc.
Armário de distribuição de corrente contínua de operação de uma subestação elétrica
Compreender as diferenças entre CA e CC fornece uma compreensão clara dos desafios enfrentados pelos disjuntores CC. A corrente alternada de frequência industrial (50 Hz) muda de direção no circuito elétrico 50 vezes por segundo e “passa” pelo valor zero o mesmo número de vezes. Esta “passagem” do valor da corrente por zero contribui para a rápida extinção do arco elétrico. Nos circuitos DC, o valor da tensão é constante - assim como a direção da corrente é constante no tempo. Este fato complica significativamente a extinção do arco DC e, portanto, requer soluções de projeto especiais.
Gráficos combinados dos modos normal e transitório quando desconectado: a) corrente alternada; b) corrente contínua
Uma dessas soluções é a utilização de um íman permanente (3). A movimentação do arco em campo magnético é um dos métodos de extinção em dispositivos de até 1 kV e é utilizado em chaves automáticas modulares. Um arco elétrico, que é essencialmente um condutor, é afetado por um campo magnético e é puxado para dentro da rampa do arco, onde finalmente desaparece.
1 - contato móvel
2 - contato fixo
3 - solda de contato contendo prata
4 - ímã
5 - rampa de arco
6 - colchete
A polaridade deve ser observada
Outra e, talvez, a principal diferença entre os disjuntores CA e CC é a presença de polaridade neste último.
Diagramas de fiação para disjuntor CC unipolar e bipolar
Se você estiver protegendo uma rede de corrente alternada monofásica com um disjuntor bipolar (com dois pólos protegidos), não importa em qual dos pólos você conecta o condutor fase ou neutro. Ao conectar disjuntores à rede CC, deve-se observar a polaridade correta. Ao conectar uma chave CC unipolar, a tensão de alimentação é fornecida ao terminal "1", e ao conectar uma chave CC bipolar, aos terminais "1" e "4".
Por que isso é tão importante? Ver vídeo. O autor do vídeo realiza vários testes com uma chave de 10 A:
- Ligar o switch na rede em relação à polaridade - nada acontece.
- O switch é instalado na rede com polaridade reversa; parâmetros de rede U = 376 V, I = 7,5 A. Como resultado: forte emissão de fumaça com posterior acendimento da chave.
- A chave é instalada respeitando a polaridade e a corrente no circuito é de 40 A, o que é 4 vezes sua classificação. A proteção térmica, como deveria ser, abriu o circuito protegido após alguns segundos.
- O último e mais severo teste foi realizado com a mesma sobrecorrente de 4 vezes e polaridade reversa. O resultado não demorou a chegar - ignição instantânea.
Assim, os disjuntores CC são dispositivos de proteção utilizados para instalações de energia alternativa, sistemas de automação e controle de processos industriais, etc. Versões especiais das características de proteção Z, L, K permitem proteger equipamentos de alta tecnologia de empresas industriais.