Автоматический выключатель классификация: Классификация автоматических выключателей. Типы электрических автоматов. — Мир Антенн

Содержание

Классификация автоматических выключателей. Типы электрических автоматов.

Автоматический выключатель представляет собой электротехническое устройство, основным назначением которого является совершение переключение своего рабочего состояния при возникновении определённой ситуации. Автоматы электрические совмещают в себе два устройства, это обычный выключатель и магнитный (или тепловой) расцепитель, задачей которого является своевременный разрыв электрической цепи в случае превышения порогового значения силы тока. Автоматические выключатели, как и все электрические устройства, также имеют различные разновидности, что их разделяет на определённые типы. Давайте ознакомимся с основными классификациями автоматических выключателей.

1» Классификация автоматов по количеству полюсов:

а) однополюсные автоматы

б) однополюсные автоматы с нейтралью

в) двухполюсные автоматы

г) трехполюсные автоматы

д) трехполюсные автоматы с нейтралью

е) четырехполюсные автоматы

2» Классификация автоматов по типу расцепителей.

В конструкцию различных видов автоматических выключателей, обычно, входят 2 основных типа расцепителей (размыкателей) — электромагнитный и тепловые. Магнитные служат для электрической защиты от короткого замыкания, а тепловые размыкатели предназначены в основном для защиты электрических цепей по определённому току перегрузки.

3» Классификация автоматов по току расцепления: В, С, D, (A, K, Z)

ГОСТ Р 50345-99, по току мгновенного расцепления автоматы разделяются на такие типы:

а) тип «B» — свыше 3•In до 5•In включительно (In — это номинальный ток)

б) тип «C» — свыше 5•In до 10•In включительно

В) тип «D» — свыше 10•In до 20•In включительно

Производителей автоматов в Европе имеют несколько иную классификацию. К примеру, у них имеется дополнительный тип «A» (свыше 2•In до 3•In). У некоторых производителей автоматических выключателей также существуют дополнительные кривые выключения (у АВВ автоматы с кривыми K и Z).

4» Классификация автоматов по роду тока в цепи: постоянного, переменного, обоих.

Номинальные электрические токи для основных цепей расцепителя подбирают из: 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300 А. Также дополнительно выпускаться автоматы на номинальные токи основных электроцепей автоматов: 1500; 3000; 3200 А.

5» Классификация по наличию токоограничения:

а) токоограничивающие

б) нетокоограничивающие

6» Классификация автоматов по видам расцепителей:а) с максимальным расцепителем тока

б) с независимым расцепителем

в) с минимальным либо нулевым расцепителем напряжения

7» Классификация автоматов по характеристике выдержки времени:

а) без выдержки времени

б) с выдержкой времени, независимой от тока

в) с выдержкой времени, обратно зависимой от тока

г) с сочетанием указанных характеристик

8» Классификация по наличию свободных контактов: с контактами и без контактов.

9» Классификация автоматов по способу подсоединения внешних проводов:а) с задним присоединением

б) с передним присоединением

в) с комбинированным присоединением

г) с универсальным присоединением (и передним и задним).

10» Классификация по виду привода: с ручным, с двигательным и с пружинным.

P.S. У всего есть свои разновидности. Ведь если бы существовала только одна вещь в своём единственном экземпляре, это было бы как минимум просто скучно и слишком ограниченно! Тем многообразие и хорошо, что в нём можно выбрать именно то, что максимум соответствует своим потребностям.

Виды и типы автоматических выключателей

Просмотров 2.9k. Опубликовано 15.06.2018 Обновлено 15.06.2018

Все наши электрические сети и цепи, а также бытовые электроприборы и электрооборудование надежно защищены автоматическими выключателями. Их главная задача — это в нужный момент обесточить электрическую цепь, т.е. отключить подачу электрического тока. Автомат (АВ) срабатывает, т. е. отключается, в случаях короткого замыкания и перегрузки в сети (нагрев проводов). Для различных электрических цепей существуют и различные виды и типы автоматических выключателей.

Виды автоматических выключателей (АВ)

Все автоматы можно разделить на выключатели переменного тока, постоянного тока и универсальные, работающие при любом электрическом токе в сети.По своей конструкции АВ бывают: воздушные, модульные, а также в литом корпусе.

Автоматические выключатели подразделяются по показателю номинального тока. Также еще одно различие — это номинальное напряжение. В большинстве случаев АВ работают в сетях с напряжением 220 или 380 Вольт.
Электрические автоматы бывают токоограничивающие и нетокоограничивающие. Токоограничивающий автоматический выключатель — это выключатель с чрезвычайно малым временем отключения, в течение которого ток короткого замыкания не успевает достичь своего максимального значения.
Все модели электровыключателей классифицируются по количеству полюсов. Они делятся на однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматы.
АВ подразделяются по виду расцепителей — максимальный расцепитель тока, независимый расцепитель, минимальный или нулевой расцепитель напряжения.

По скорости срабатывания. Выделяют быстродействующие, нормальные и селективные автоматы. Бывают с выдержкой времени, без нее, независимой или обратно зависимой от тока выдержкой времени срабатывания. Характеристики могут сочетаться.
Отличаются АВ и по степени защиты от окружающей среды — IP, механических воздействий, токопроводимости материала. По виду привода — ручной, двигатель, пружина.
Также автоматы различают по наличию свободных контактов и способу присоединения проводников.

Типы автоматических выключателей

Что означает тип электрического автомата? Автоматические выключатели содержат внутри себя два вида размыкателей – тепловой и магнитный.

Магнитный быстродействующий размыкатель предназначен для защиты при коротком замыкании. Срабатывание размыкателя может происходить за время от 0,005 до нескольких секунд.

Тепловой размыкатель значительно медленнее, предназначен для защиты от перегрузки. Работает с помощью биметаллической пластины, нагревающейся при перегрузке цепи. Время срабатывания от нескольких секунд до минут.

Совместная характеристика срабатывания зависит от вида подключаемой нагрузки.

Существует несколько типов отключения АВ. Их еще называют — типы время-токовых характеристик отключения. Они обозначаются так — A, B, C, D, K, Z.

A – применяется для размыкания цепей с большой длинной электропроводки, служит хорошей защитой для полупроводниковых устройств. Срабатывают при 2-3 номинальных токах.
B – для осветительной сети общего назначения. Срабатывают при 3-5 номинальных токах.
C – осветительные цепи, электроустановки с умеренными пусковыми токами. Это могут быть двигатели, трансформаторы. Перегрузочная способность магнитного размыкателя выше, чем у выключателей типа B.
Срабатывают при 5-10 номинальных токах.
D – применяются в цепях с активно-индуктивной нагрузкой. Для электродвигателей с большими пусковыми токами, например. При 10-20 номинальных токах.
K – индуктивные нагрузки.
Z – для электронных устройств.

Данные о срабатывании выключателей типов K, Z лучше смотреть в таблицах конкретно по каждому производителю.

Автоматические выключатели, назначение, классификация, модульные автоматические выключатели, правильно выбрать выключатель.

Выключатели автоматические для монтажа на ровную поверхность и на DIN рейку
Автоматические выключатели классифицируются следующим образом:
• По количеству полюсов – 1, 2, 3 или 4 полюса;
• Токоограничивающие и не токоограничивающие;
• По виду расцепителя – с тепловым, электромагнитным, комбинированным, полупроводниковым расцепителем.
Модульные автоматические выключатели для разных нагрузок, предназначенные для защиты электроустановок от перегрузки и коротких замыканий.

Автоматические выключатели изготавливаются:
— однополюсными,
— двухполюсными,
— трёхполюсными
— четырёхполюсными и, как правило, состоят из конструктивных узлов:
главная контактная система;
дугогасительной система;
привод;
расцепляющее устройство;
расцепитель и вспомогательные контакты.

Процесс выбора автоматического выключателя можно разбить на восемь этапов (обобщенный алгоритм).

1. Расчет тока в линии отличается для одиночного потребителя и для группы потребителей. В случае одиночного потребителя выбираем какая у нас сеть однофазная или трехфазная.

В случае однофазной сети рассчитываем ток по формуле:

Uном — напряжение 220вольт
Рном — номинальная мощность, Вт
cosφ — номинальный коэффициент мощности для обычных квартир составляет 0,96-0,98

В случае трехфазной сети рассчитываем ток по формуле:

cosφ — номинальный коэффициент мощности 0,96-0,98
η — номинальный коэффициент КПД потребителя.

Если в нашем случае требуется произвести расчет для группы потребителей и полной мощности S, то расчет проводится по формуле:

Кс — коэффициент спроса,
Р1, Р2, Рn — номинальные мощности отдельных потребителей, Вт
cosφ — номинальный коэффициент мощности 0,96-0,98, для ламп накаливания и нагревательных приборов 1,0.

Выбор номинального тока автомата равным Iрасч или ближайший больший из стационарного ряда 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.
Выбор сечения провода. Выбираем значение тока на который должен быть рассчитано сечения провода из расчета, чтобы допустимые токовые нагрузки для данного провода Iн
Если медный провод, то пользуемся таблицей ПУЭ 1.3.4 допустимого длительного тока для проводов в резиновой, полихлорвиниловой изоляции, если алюминиевый провод — таблица ПУЭ 1.3.5.
Согласно требованиям ПУЭ сечение провода должно быть не менее 2,5 мм² (с учетом мощной электроплиты, стиральной машины и электроприборов следует брать с запасом 4,00 мм², по крайней мере подводящие провода в квартиру).

2. Выбор время — токовой характеристики. В основном используются три разновидности с характеристиками:
   B отключение при превышении тока в 3-5 In, лампы накаливания, обогреватели, электрические духовки и плиты…
   C отключение при превышении тока в 5-10 In, стиральные машины, кондиционеры, холодильники, офисные группы, газоразрядные группы…
   D отключение при превышении тока в 10-20 In мощные компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки…
Деление условное и в каждом случае необходимо учитывать свои особенности.
3. Селективность. Выбираем автоматы чтобы соблюдалось условие, вводной автомат должен превышать номиналы всех групповых автоматов и учитывать нагрузочную способность проводов. Автоматы стоящие на одной линии ставят по убывающей.
4. Определение ПКС — предельная коммутационная способность. В зависимости от типа проводника медь ПКС не менее 6 000А или алюминий не менее 4 500А. Если рядом подстанция или новый дом, то не менее 10 000А.

5. Класс токоограничения. Имеется три класса по скорости гашения дуги.
   1 класс более 10мс
   2 класс 6-10мс
   3 класс 2,5мс и более
Предпочтение при выборе отдавайте 3 классу.
6. Количество полюсов. В зависимости однофазная или трехфазная сеть, в случае однофазной сети это однополюсные и трехполюсные автоматы, при трехфазной трех или четырех полюсные.
7. Дополнительные параметры. Напряжение питающей сети, род тока переменный или постоянный, частота сети, степень защиты IP, температурный режим работы. Стационарный или модульный, втычной, выкатной.
8. По фирме производителю. Красивее смотрятся когда автоматы взяты одной серии и одного производителя, проще выполнить необходимый ряд.

Автоматические выключатели — устройство, принцип работы, классификация

Автоматические выключатели (могущие также именоваться автоматами) — приборы, используемые для коммутации электросети, а также для защиты проводки от таких явлений как замыкание и излишняя нагрузка. Данный прибор объединяет в себе сразу две основные функции: управленческую и защитную. Выполнение защитной функции достигается путем отключения того сегмента электроцепи за который отвечает автомат при возникновении значительной перегрузки или коротком замыкании.

Виды автоматических выключателей

Автоматы подразделяются в зависимости от мощности цепей, для которых они предназначены. Всего выделяются три основных вида данных устройств:

Модульные выключатели, которые наиболее распространены в повседневной жизни и используются в стандартных электросетях. Модульность их конструкции обусловлена стандартной шириной выключателя, зависящей от числа полюсов устройства и кратной 17,5 мм.
Автоматы, выполненные в литом корпусе, могут применяться в самых разных электрических цепях, где сила тока варьируется от шестнадцати до тысячи ампер.
Выключатели воздушного типа используются в электросетях большой мощности с силой тока превышающей тысячу ампер. Такие аппараты применяются преимущественно в производственной сфере.

Конструкция автоматических выключателей

Корпус автомата выполнен из диэлектрика. Конструктивно данное устройство состоит из нескольких основных элементов:

Рукояти управления, которая позволяет включать либо отключать аппарат;
Теплового расцепителя, выполненного из биметалла, который позволяет отключать прибор от электроцепи в случае когда сила тока превышает безопасное значение. Это достигается путем придания расцепителю формы пластины, которая под воздействием температуры от избыточной силы тока выгибается и производит выключение автомата;
Электромагнитного расцепителя, выполненного в форме катушки с проволокой, намотанной на нее. Внутри катушки располагается сердечник с пружиной. Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты от коротких замыканий. Это достигается генерированием в катушке электромагнитного поля, возникающего из-за резкого возрастания силы тока при замыкании, которое, преодолевая сопротивление пружины, перемещает сердечник вниз и отключает устройство;
Двух контактов (подвижного и неподвижного) которые дают возможность включать и выключать устройство;
Двух клемм, а также фиксатора для крепления автомата на DIN-рейку.
Более подробно читайте про конструкцию автоматических выключателей

При нормальном функционировании прибора электроток попадает в автомат через провод, имеющий подключение к клемме, расположенной в верхней части аппарата. Затем, проходя через пластину теплового и катушку электромагнитного расцепителей, а также через неподвижный и подвижный контакты (во включенном положении замыкающих цепь), электроток достигает клеммы, расположенной внизу выключателя, и покидает устройство.

Посмотрите также: промышленные автоматические выключатель серии А3700

Работа автоматического выключателя при перегрузке электросети

При возникновении перегрузки пластина теплового расцепителя выгибается, что ведет к выключению устройства. При этом время, которое необходимо пластине для изгибания, находится в зависимости от уровня перегрузки и может варьироваться от нескольких секунд до часа. Так как данный аппарат является аналоговым устройством то минимальное значение перегрузки, способное вызвать срабатывание автоматического выключателя, варьируется от тринадцати до сорока пяти процентов от номинального мощности устройства. Однако на температуру биметаллической пластины оказывает влияние и окружающая среда, что может привести к уменьшению силы тока, необходимой для срабатывания выключателя в нагретом помещении и увеличению избыточной нагрузки, требующейся для отключения устройства при пониженной температуре среды. Поэтому для расчета точных параметров автоматического выключателя необходимо учитывать коэффициент тепловой поправки, который указывается производителями в технической документации к устройству. Из-за инерционности теплового расцепителя автоматический выключатель срабатывает не мгновенно, что не допускает срабатывания аппарата при кратковременных перегрузках.

Перегрузка в сети может возникнуть при подключении какого-либо прибора, имеющего слишком большую мощность для данной электросети, либо при одновременной работе нескольких мощных потребителей электроэнергии или большого количества электроприборов. Использование же автомата позволяет исключить перегрев электросети, оплавление изолирующих материалов и значительно уменьшает риск пожара, возникшего от горения проводки.

Фото: электромагнитный расцепитель

Работа автоматического выключателя при коротком замыкании

Короткое замыкание в электросети ведет к многократному возрастанию силы тока за крайне небольшой промежуток времени. Это вызывает вырабатывание магнитного поля в катушке электромагнитного расцепителя и опускание сердечника, который преодолевает сопротивление пружины. Сердечник вызывает срабатывание механизма и размыкает контакты, что вызывает отключение аппарата и приводит к разрыву электрической цепи. Это дает возможность предохранить от воздействия замыкания, как сам автомат, так и проводку и подключенные к электросети приборы, предотвращая их повреждение и возгорание.

Из-за природы короткого замыкания скорость срабатывания электромагнитного расцепителя значительно превышает аналогичный показатель теплового расцепителя, но для его активации требуется куда большое значение силы тока. Для срабатывания этого устройства сила электротока должна как минимум втрое превысить номинальную мощность данного автомата.

Гашение электродуги

В автоматическом выключателе при размыкании электрической сети возникает электродуга, мощность которой находится в прямой зависимости от силы тока, который проходит через данную цепь. Образование электродуги приводит к повреждению контактов внутри автомата и значительно сокращает время эксплуатации прибора. Поэтому необходимо специальное устройство, которое позволило бы защитить автоматический выключатель от негативного воздействия электрической дуги. Для этого предназначена дугогасительная камера, представляющая собой ряд параллельных пластин, используемых для раздробления дуги и ее последующего затухания и охлаждения. Горение электродуги вызывает газообразование, поэтому для удаления газов необходимо специальное отверстие.

Из-за возникновения электрической дуги автоматические выключатели не рекомендуется применять в роли обычных выключателей. Поэтому защитная функция данного устройства превалирует над управленческой, хотя и не исключается возможность использования автоматического выключателя для коммутации.

Типы автоматических выключателей, классификация, технические характеристики

Статьи

Автор Светозар Тюменский На чтение 2 мин. Просмотров 1.9k. Опубликовано 10 марта Обновлено 19 ноября

Стандартом, определяющим требования к автоматическим выключателям в России является ГОСТ Р МЭК 60898.2-2006.

Классификация автоматических выключателей. Вот основные критерии, по которым классифицируются автоматические выключатели:

Количество полюсов (1 – 4).
Род тока главной цепи: постоянный; переменный; постоянный и переменный ток.
Тип используемого расцепителя: тепловой или полупроводниковый в зоне токов перегрузки, электромагнитный – в зоне токов коротких замыканий. Возможно наличие теплового (полупроводникового) или электромагнитного расцепителя, или – же использование теплового и электромагнитного расцепителя совместно.
Наличие токоограничения – ограничение максимального тока короткого замыкания отключением автомата.
Исполнение: выдвижной – с возможностью крепления на DIN-рейке (распространённый вариант – модульный) и стационарный – с креплением в электрощите неподвижно.

Технические характеристики:

Номинальный ток автоматического выключателя Iн – максимальное значение протекающего в длительном режиме через автомат тока при нормальных условиях эксплуатации.

Калибруемое значение номинального рабочего тока теплового (или полупроводникового) расцепителя Iнр – при длительном протекании тока с этим значением без отключения автоматического выключателя, но происходящим при протекании за нормированное время тока, большего по значению, приблизительно 1,05 Iнр – 1,2 Iнр.
Ток мгновенного расцепления – нормируется, как величина, кратная току теплового расцепителя Iнр. Согласно этой характеристике, существуют следующие типы автоматических выключателей:

тип «B» – от 3 до 5 Iнр теплового расцепителя
тип «С» – от 5 до 10 Iнр
тип «D» и «К» – от 10 до 14 Iнр

По времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания: селективные – с отключением автоматического выключателя с выдержкой времени, нормальные (с временем срабатывания 0,02-1 секунды) и быстродействующие (с временем срабатывания менее 0,005 секунды).

Автоматические выключатели характеристики. Часть 1

Маркировка автоматических выключателей

Устройство и принцип работы автоматического выключателя | Полезные статьи

Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!

Многих интересует, для чего нужен автоматический выключатель, а также устройство и принцип действия автоматического выключателя. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Итак, начнем с первого вопроса. Автоматический выключатель устанавливают для того, чтобы защитить кабели, провода, а также электроприборы от короткого замыкания (к.з.) и перегрузки.

Устройство автоматического выключателя

Модульный автоматический выключатель внешне представлен в виде корпуса и рычага управления, которые выполнены из ПВХ-пластиката пониженной горючести. Также невооруженным взглядом можно определить клеммы (нижняя и верхняя) для подключения кабеля или провода. Внутри же корпуса защитного аппарата размещаются следующие элементы:

•   силовые контакты (подвижный и неподвижный), обеспечивающие коммутацию;
•   механизм взвода и расцепления, который взаимосвязан с рычагом управления;
•   катушка (электромагнит) и подвижный сердечник (якорь), выполняющий функцию толкателя. Эти элементы являются электромагнитным расцепителем и обеспечивают защиту от токов к.з.;
•   дугогасительная камера. Данное устройство выполняет быстрое гашение дугового разряда, который образуется при размыкании контактов;
•   биметаллическая пластина. Данный элемент является тепловым расцепителем и обеспечивает защиту от повышенной нагрузки. Также имеется регулировочный винт, при помощи которого обеспечивается регулировка значения тока, при котором данный расцепитель должен сработать.

Принцип работы автоматического выключателя

Работа автоматического выключателя в различных режимах происходит по такому принципу:

1. Нормальный режим.

Во время взвода рычага управления выключателем приводится в движение механизма взвода и расцепления, тем самым осуществляя коммутацию силовых контактов.
После коммутации ток протекает от питающего провода или кабеля, подключенного к винтовому зажиму, через этот зажим по контактам, сначала по неподвижному, а затем и по подвижному. Далее ток проходит через гибкую связь, катушку электромагнита, снова через гибкую связь и биметаллическую пластину, и в конце через нижний винтовой зажим к отходящей линии, «питающей» электроприбор.

2. Короткое замыкание.

В данном режиме электромагнитный расцепитель автоматического выключателя должен произвести мгновенное отключение нагрузки. Принцип действия заключается в следующем: при значительном превышении номинального тока, протекающего через обмотку электромагнита, возникает мощное магнитное поле, которое тянет вниз якорь с подвижным контактом. Якорь в свою очередь надавливает на рычажок спускового механизма, в результате чего происходит отключение нагрузки.
Необходимо отметить, что в результате мгновенного возникновения магнитного поля автоматический выключатель успевает отключиться до появления нежелательных последствий.
Однако во время размыкания возможно возникновение дугового разряда между подвижным и неподвижным контактами. Дуга движется в сторону дугогасительной камеры. Попадая на пластины, дуга расщепляется, завлекается внутрь камеры и тухнет. Образовавшиеся продукты горения вместе с избыточным давлением выходят наружу через специальное отверстие в корпусе автомата.

3. Перегрузка.

За защиту от перегрузки отвечает тепловой расцепитель. Принцип работы данного расцепителя заключается в следующем: когда ток, протекающий через биметаллическую пластину, становится равным или больше установленного значения, пластина нагревается и постепенно изгибается. Достигнув определенного угла изгиба, она надавливает своим кончиком на рычажок спускового механизма. Таким образом автомат отключается.

Стоит отметить, что терморасцепитель, в отличие от магнитного, является более медлительным. Для его срабатывания требуется больше времени, но зато он более точный и легче поддается настройке.

Мы рассказали об устройстве и принципе работы автоматического выключателя. Также вы можете посмотреть наше видео, в котором детально показано, как устроен автомат и принцип его работы.

Какие автоматические выключатели выбрать

Какой автоматический выключатель нужен для дома?

Для защиты электропроводки от перегрузки сети или короткого замыкания в специальном боксе, на входе кабеля, устанавливаются автоматические выключатели. Правила электробезопасности (ЭБ) гласят — наличие автоматического выключателя обязательно в электрической сети любого назначения. Автомат защиты производит механический разрыв электрической цепи при возникновении перегрузки сети или короткого замыкания.

Обратите внимание, что автоматические выключатели защищают исключительно от короткого замыкания и не защищают электропроводку от токов утечки. Комплексную защиту от токов утечки осуществляют УЗО или дифференциальные устройства защиты. Следует понимать, что УЗО не отключают сеть при коротких замыканиях, поэтому они устанавливаются последовательно с автоматическими выключателями. Главная задача УЗО (устройства защитного отключения) — надежная защита человека от действия электрического тока вследствие прикосновения и от возможных возгораний вследствие появления утечек тока. Дифавтоматы, в свою очередь, обеспечивают защиту от токов утечки и короткого замыкания одновременно.

Принцип действия автоматического выключателя несложен – при превышении расчетной величины тока электрическая цепь размыкается вследствие срабатывания расцепителя. Существует два вида расцепителей – тепловой (биметаллическая пластина) и электромагнитный (индукционный) расцепитель, который отличается быстротой срабатывания. Автоматические выключатели отличаются по основным характеристикам:

1. Номинальный ток срабатывания автомата

Это основная характеристика защитного автомата. Она показывает величину тока срабатывания автоматического выключателя. Величина номинального тока срабатывания автомата обязательно указывается на его корпусе.
На практике чаще всего применяются автоматы со следующими значениями номинального тока:

• ввод в дом или квартиру – от 40 до 50 А;
• защитный автомат на розетки – 16 А;
• на основное освещение – 10А;
• автомат на электроплиту (в зависимости от мощности) – от 20 до 32А.

2. Конструктивное исполнение (полюсность)

Количество полюсов иногда называют «полюсностью» или «модульностью» или даже «фазностью», но смысл в этих названиях один и тот же – это число линий подключаемых к автоматическому выключателю. Промышленность изготавливает одно, двух, трех, четырехполюсные автоматы. Как подобрать выключатель с нужным числом полюсов? Самые простые автоматы – одно и двухполюсные предназначены для однофазной электрической сети. Обратите внимание! Однополюсный автомат отключит только фазу, а двухполюсный отключит и фазу и ноль. Второй вариант предпочтителен, т. к. обеспечивает дополнительную безопасность. Трехполюсные и четырехполюсные автоматы предназначены для трехфазных сетей.

3. Классификация автоматических выключателей

Автоматы для электрических сетей подразделяются на 8 классов, но для дома или квартиры профессионалы рекомендуют применять автоматы классов A; B; C. Самые быстродействующие автоматы класса А. Для жилых домов и квартир рекомендуется применять автоматические выключатели имеющие класс В или С.

4. Лучшие производители автоматических выключателей

Рынок качественной электротехнической продукции представлен несколькими лидерами – компаниями Schneider и Legrand. Они выпускаю лучшие в мире автоматические выключатели типа АВВ. Специалисты рекомендуют приобретать и устанавливать продукцию этих проверенных временем компаний. Автоматические выключатели ИЭК несколько дешевле, но они надежны и долговечны.

Мы надеемся, что после ознакомления с этой статьей Вы сможете самостоятельно выбрать подходящие автоматические выключатели для дома или квартиры. На все возникшие вопросы ответят наши менеджеры, они помогут сделать Вам правильный выбор. Для связи с нами нужно просто позвонить или написать письмо в наш интернет-магазин.

Какие бывают типы автоматических выключателей?

Существует несколько методов классификации автоматических выключателей. Самый общий способ оценки автоматического выключателя — это гашение дуги. Гашение дуги может быть легко выполнено с использованием различных сред, таких как воздух, изолятор, газ, вакуум, диэлектрик и т. Д.

По способу гашения дуги автоматические выключатели подразделяются на четыре типа. Это автоматический выключатель с воздушным прерыванием, автоматический выключатель с воздушным дутьем, автоматический выключатель с гексафторидом серы и вакуумный выключатель.Классификация автоматического выключателя показана на рисунке ниже.

Автоматические выключатели в основном делятся на два типа. Это автоматические выключатели переменного тока и автоматические выключатели постоянного тока.

Автоматический выключатель переменного тока

Автоматический выключатель переменного тока подразделяется на два типа: выключатель низкого напряжения и выключатель высокого напряжения. Выключатель, значение которого ниже 1000 В, называется выключателем низкого напряжения, а выключатель выше 1000 В — выключателем высокого напряжения.Выключатели высокого напряжения подразделяются на две основные категории; это масляные выключатели и безмасляные выключатели.

Масляный выключатель

В масляном выключателе для гашения дуги используется масло. Он также подразделяется на автоматический выключатель наливного масла и автоматический выключатель с минимальным содержанием масла.

Автоматический выключатель наливного масла — Масляный автоматический выключатель наливного масла использует трансформаторное масло в качестве средства гашения дуги автоматического выключателя.Масло также действует как изолятор между двумя токопроводящими частями выключателя. Номинальный диапазон масляного выключателя составляет от 25 МВА при 2,5 кВ до 5000 МВА при 230 кВ.

Автоматический выключатель с минимальным количеством масла — В автоматическом выключателе с минимальным количеством масла масло используется для гашения дуги с помощью струи. Основная функция масла в автоматическом выключателе с минимальным содержанием масла — прерывание образования дуги, и оно не используется для изоляции токоведущих частей земли.

Масляный импульсный выключатель — это другой тип выключателя с минимальным содержанием масла.В этом автоматическом выключателе используется масляная струя, которая вырабатывается поршневым насосом для гашения дуги. Струя масла помещается между зазорами, образованными контактами выключателя

Четыре основных типа масляных выключателей: воздушный выключатель, воздушный выключатель, выключатель на основе гексафторида серы и вакуумный выключатель.

Воздушный автоматический выключатель — В воздушном автоматическом выключателе дуга возникает и гаснет в неподвижном воздухе, в котором движется дуга.Такие типы выключателей используются в диапазоне низкого напряжения до 15 кВ, а отключающая способность выключателя составляет 500 МВА. Классификация автоматического выключателя с воздушным выключателем зависит от типов методов воздушного выключения. Типы автоматического выключателя с воздушным прерыванием показаны ниже.

В автоматическом выключателе с воздушным выключателем контакты выполнены в форме рожков. В автоматическом выключателе с магнитным выдуванием магнитное поле используется в качестве средства прерывания дуги, а в дугогасительном автомате для прерывания дуги используются цепи низкого и среднего напряжения.

Автоматический выключатель воздушной струи — Воздушный автоматический выключатель использует струю воздуха для гашения дуги. В воздушном автоматическом выключателе сжатый воздух хранится в форме резервуара и выпускается через сопла для создания высокоскоростной струи, которая используется для гашения дуги.

Автоматический выключатель такого типа используется в помещениях с полем среднего высокого напряжения. Выключатель УВВ применяется на низкое напряжение до 15 кВ и отключающую способность до 2500 МВА.Также такие типы выключателей используются в ОРУ на ЛЭП 220 кВ. Типы автоматических выключателей воздушной струи показаны ниже.

В автоматическом выключателе с осевой струей воздух течет продольно в направлении дуги, в то время как в автоматическом выключателе с поперечной струей воздух течет под прямым углом к дуге.

Автоматический выключатель с гексафторидом серы — В автоматическом выключателе с гексафторидом серы для гашения дуги используется газ SF ₆. Газ SF ₆ обладает отличными характеристиками гашения дуги, а также превосходит другие средства гашения дуги, такие как масло или воздух.

Вакуумный выключатель — В автоматическом выключателе такого типа контакты цепи помещены в герметичный вакуумный выключатель. Дуга гаснет, когда контакты разъединяются в высоком вакууме. Такой тип выключателя менее громоздок, дешевле, требует незначительного обслуживания и имеет долгий срок службы.

Автоматический выключатель постоянного тока

Прерыватель, который используется для прерывания постоянного тока высокого напряжения, известен как прерыватель цепи HVDC.Отключающая способность выключателя HVDC по напряжению составляет почти 33 кВ, а по току — 2 кА.

Основная проблема выключателя HVDC заключается в том, что постоянный ток является однонаправленным и, следовательно, в системе постоянного тока нет нулевой точки. Ток повреждения в выключателе HVDC следует уменьшить до нуля с помощью некоторых внешних методов. В автоматическом выключателе для гашения дуги используется масло или воздух.

Классификация автоматических выключателей | Устройства

Существует несколько методов классификации автоматических выключателей.По типу тока они могут быть классифицированы как автоматические выключатели переменного тока и автоматические выключатели постоянного тока.

Автоматические выключатели

переменного тока можно классифицировать по номинальному напряжению. Автоматические выключатели ниже номинального напряжения 1000 В известны как выключатели низкого напряжения, а выключатели выше 1000 В называются выключателями высокого напряжения. Однако наиболее общий способ классификации автоматических выключателей основан на среде гашения дуги, такой как автоматические выключатели / миниатюрные автоматические выключатели, масляные выключатели (резервуарного типа или масляные выключатели), минимальные масляные выключатели, воздушные выключатели. -дувочные выключатели, выключатели с гексафторидом серы и вакуумные выключатели.Все высоковольтные выключатели можно разделить на две основные категории, а именно масляные выключатели и безмасляные выключатели.

В масляных выключателях

используется диэлектрическое масло (трансформаторное масло) для гашения дуги. Масляные автоматические выключатели могут быть далее подразделены на два класса, а именно, масляные автоматические выключатели и автоматические выключатели с низким содержанием масла или автоматические выключатели с минимальным содержанием масла.

В масляных автоматических выключателях трансформаторное масло, которым они залиты, используется для гашения дуги при размыкании контактов выключателя.Масло также служит изолятором токоведущих частей друг от друга и от заземленного резервуара. Номинальные характеристики варьируются от 25 МВА при 2,5 кВ до 5000 МВА при 230 кВ.

Доступны различные типы устройств для работы как внутри помещений, так и на открытом воздухе при различных уровнях напряжения. В автоматических выключателях с низким содержанием масла или с минимальным содержанием масла масло используется для гашения дуги путем взрыва и используется в основном для этой функции, а не для изоляции токоведущих частей от земли. В таких выключателях заполненная маслом камера, изолирующая дугу, расположена внутри полости фарфорового изолятора, который изолирует токоведущие части выключателя от земли.

Эти автоматические выключатели могут использоваться в диапазоне напряжений от 33 кВ до 220 кВ и отключающей способности от 1500 до 7500 МВА. Другой тип масляного выключателя — масляный импульсный выключатель. В этом выключателе струя масла для гашения дуги создается поршневым насосом, который приводится в действие извне с помощью пружины или сжатого воздуха.

Струя масла направляется в зазор, образовавшийся между разделяющими контактами прерывателя, для гашения дуги. Масляно-импульсный выключатель по многим характеристикам и характеристикам аналогичен автоматическим выключателям с воздушным ударом.

Основные типы безмасляных выключателей:

1. Водные выключатели, в которых вода используется для гашения дуги.

2. Воздушные выключатели, в которых дуга зажигается и гаснет в практически неподвижном воздухе, в котором дуга движется. Такие выключатели используются при низком напряжении, обычно до 15 кВ, и отключающей способности до 500 МВА.

3. Воздушные автоматические выключатели, в которых дуга гаснет струей воздуха.В современных автоматических выключателях сжатый воздух хранится в резервуаре и выпускается через сопло для создания высокоскоростной струи, которая используется для гашения дуги. Воздушные автоматические выключатели используются для внутренних работ в области среднего высокого напряжения и средней отключающей способности — обычно до напряжения 15 кВ и мощности до 2500 МВА. В настоящее время воздушные выключатели применяются в цепях высокого напряжения в ОРУ на линиях 220 кВ.

4. Автоматические выключатели на основе гексафторида серы, в которых SF ₆ под давлением используется для гашения дуги.Газ SF ₆ обладает превосходными диэлектрическими, гашением дуги, химическими и другими физическими свойствами и доказал свое превосходство над другими средствами гашения дуги, такими как масло или воздух.

5. Вакуумные выключатели, в которых неподвижные и подвижные контакты размещены внутри герметичного вакуумного выключателя. Дуга гаснет, поскольку контакты разъединяются в высоком вакууме. Вакуумные выключатели более эффективны, менее громоздки, дешевле по стоимости, незначительны в обслуживании и имеют более длительный срок службы.

1. Масляные автоматические выключатели :

Это самый старый тип автоматических выключателей. Разделительные контакты прерывателей разделены внутри изоляционного масла, которое имеет лучшие изоляционные свойства, чем воздух. При возникновении неисправности, когда контакты выключателя размыкаются под маслом, между ними возникает дуга, и тепло дуги испаряет окружающее масло и диссоциирует его на значительный объем газообразного водорода (газообразный водород вместе с небольшим процентным содержанием метана, этилена. и ацетилен) при высоком давлении.

Создаваемое давление и поток газов зависят от конструкции устройства управления дугой, скорости перемещения контакта, энергии, выделяемой дугой и т. Д. Масло отталкивается от дуги, и расширяющийся пузырь газообразного водорода окружает область дуги и прилегающая часть контактов.

Гашению дуги способствуют в основном два процесса:

Во-первых, газообразный водород обладает высокой теплопроводностью и охлаждает дугу.

Во-вторых, газ создает турбулентность в масле и заставляет его проникать в пространство между контактами после окончательного прерывания дуги при нулевом токе, и, таким образом, исключаются продукты дуги на пути дуги.В результате дуга гаснет и ток в цепи прерывается.

Масляные автоматические выключатели обладают такими достоинствами, как надежность, простота и относительная дешевизна.

Масляные выключатели можно разделить на:

1. Масляные автоматические выключатели, использующие большое количество масла, также называемые типом мертвого резервуара, потому что резервуар удерживается под потенциалом земли. Такие выключатели доступны во всех классификациях напряжения и отключающей способности для внутреннего и наружного применения.

2. Автоматические выключатели с низким содержанием масла, которые работают с минимальным количеством масла, поэтому их иногда называют автоматическими выключателями с минимальным содержанием масла или автоматическими выключателями с низким содержанием масла. Эти автоматические выключатели также иногда называют автоматическими выключателями резервуаров под напряжением, потому что масляный резервуар изолирован от земли.

Масло можно переместить в зону дуги после того, как ток достигнет нуля, с помощью следующих действий:

(i) Давлением, вызванным естественным напором масла,

(ii) За счет давления, создаваемого действием самой дуги,

(iii) Давлением, вызванным внешними причинами.

Таким образом, масляные выключатели можно классифицировать как:

(i) Масляные автоматические выключатели открытого типа.

(ii) Автоматические выключатели с автоматическим взрывозащитой или автоматические масляные выключатели

(iii) Масляные выключатели, работающие под давлением извне, или масляные выключатели с принудительной продувкой, или импульсные масляные выключатели.

Масло как средство для гашения дуги имеет следующие преимущества и недостатки:

Преимущества:

(i) Энергия дуги поглощается при разложении масла.

(ii) Образующийся газ, который представляет собой в основном водород, имеет высокую скорость диффузии и высокое поглощение тепла при переходе от двухатомного состояния к монотомному и, таким образом, обеспечивает хорошие охлаждающие свойства.

(iii) Масло обладает высокой диэлектрической прочностью и обеспечивает изоляцию между контактами после того, как дуга окончательно погасла и масло успело потечь в зазор между контактами.

(iv) Охлаждающее масло представляет собой охлаждающую поверхность в непосредственной близости от дуги.

(v) Используемое масло (например, трансформаторное масло) является очень хорошим изолятором и обеспечивает меньший зазор между линейными проводниками и компонентами заземления.

Недостатки:

(i) Масло легко воспламеняется и может вызвать пожар, если неисправный масляный выключатель выйдет из строя под давлением и вызовет взрыв.

(ii) Существует риск образования взрывоопасной смеси с воздухом.

(iii) Из-за разложения масла в дуге масло загрязняется частицами углерода, которые снижают его электрическую прочность.Следовательно, требуется периодическое обслуживание и замена.

Техническое обслуживание масляных автоматических выключателей :

После того, как автоматический выключатель несколько раз отключил токи короткого замыкания или несколько раз токи нагрузки, контакты могут сгореть из-за дуги. Кроме того, диэлектрическое масло обугливается вблизи контактов, тем самым теряя часть своей диэлектрической прочности. Это приводит к снижению отключающей способности выключателя.

Поэтому работы по техническому обслуживанию масляного выключателя требуют проверки и замены контактов и масла.Рекомендуется регулярно проверять выключатель через 3 или 6 месяцев. Согласно ISS 335-1963 масло в хорошем состоянии должно выдерживать 40 кВ в течение одной минуты в стандартной масляной испытательной чаше с зазором 4 мм между сферическими электродами.

При осмотре масляного выключателя рекомендуется проверить следующее:

1. Проверить все токоведущие части и устранить дуговые контакты при необходимости.

2. Проверить электрическую прочность, состояние и уровень масла.Если диэлектрическая прочность низкая или масло сильно обесцвечено, замените его.

3. Осмотрите изоляцию на предмет возможных повреждений. Очистите поверхность и удалите нагар. Никогда не используйте для этой цели рыхлые хлопковые отходы.

4. Проверить механизм включения, отключения и блокировки.

5. Проверить показывающие устройства и лампы.

6. Перед закрытием бака убедитесь, что не осталось никаких инструментов, что облицовка бака и барьеры находятся на месте и закреплены, а прокладка бака находится в хорошем состоянии.

2. Автоматические выключатели с воздушным прерыванием :

Прерывание дуги в масле происходит из-за образования газообразного водорода в результате разложения масла. Этот факт привел к исследованию прерывания дуги в воздухе. Несомненно, водород по своим свойствам гашения дуги намного превосходит воздух, но воздух имеет несколько преимуществ перед маслом в качестве гасящей среды.

Это:

1. Устранение пожарной опасности и техническое обслуживание, связанное с использованием масла.

2. Отсутствие механических напряжений, создаваемых давлением газа и движением масла.

3. Исключение затрат на регулярную замену масла, возникающую из-за ухудшения качества масла при последовательной операции торможения.

Относительно худшие свойства гашения дуги воздуха можно компенсировать за счет использования различных принципов управления дугой и рабочего воздуха при высоких давлениях.

В автоматическом выключателе разделение контактов и гашение дуги происходит в воздухе при атмосферном давлении.В таких автоматических выключателях используется принцип высокого сопротивления. Дуга быстро удлиняется с помощью дугогасителей и дугогасительных камер, а сопротивление дуги увеличивается за счет охлаждения, удлинения и разделения дуги. Сопротивление дуги увеличивается до такой степени, что падение напряжения на дуге становится больше, чем напряжение системы, и дуга гаснет при нулевом токе волны переменного тока.

Автоматические выключатели с воздушным выключателем используются в цепях постоянного и переменного тока напряжением до 12 000 вольт.Такие выключатели обычно бывают внутреннего типа и устанавливаются на вертикальные панели или внутренние выкатные распределительные устройства. Автоматические выключатели переменного тока широко используются в распределительных устройствах среднего и низкого напряжения внутри помещений.

3. Воздушные автоматические выключатели :

Недостатками масляных выключателей являются риск возгорания из-за горючего масла, ухудшение качества масла, требующее периодической замены, и сложность доступа к контактам для технического обслуживания.Это привело к разработке автоматических выключателей, использующих сжатый воздух или газ в качестве прерывающей среды. Хотя газы, такие как азот, углекислый газ, водород или фреон, могут использоваться в качестве среды, прерывающей дугу, сжатый воздух является приемлемой средой отключения для газовых выключателей.

Причины указаны ниже:

Азот имеет свойства размыкания цепи, аналогичные сжатому воздуху, и его использование не дает дополнительных преимуществ. Двуокись углерода имеет недостаток, заключающийся в том, что ее трудно контролировать из-за замерзания в клапанах и других узких проходах.Несомненно, водород имеет повышенную отключающую способность, но он дороже и требует дополнительных устройств. Фреон обладает высокой диэлектрической прочностью и хорошими характеристиками гашения дуги, но он дорог и разлагается под действием дуги на элементы, образующие кислоту.

4. Гексафторид серы (SF ₆) Автоматические выключатели:

В автоматических выключателях (масляные выключатели, автоматические выключатели и воздушные выключатели) сила тушения нарастает относительно медленно после момента размыкания контактов, и, следовательно, дуга обычно гаснет через несколько полупериодов тока. прошел ноль.Для предотвращения повторного зажигания дуги требуется высокая диэлектрическая прочность пути дуги и ее быстрое восстановление после обнуления тока.

В случае высоковольтных выключателей эти свойства особенно необходимы для быстрого гашения дуги и меньшего времени для быстрого восстановления напряжения. Вакуумные выключатели и автоматические выключатели SF ₆ в этом отношении обладают лучшими характеристиками по сравнению с обычными масляными выключателями с минимальным содержанием масла, а также воздушными автоматическими выключателями. Следовательно, современная тенденция заключается в использовании вакуумных выключателей и выключателей SF ₆ в системах высокого напряжения.

Масло, очевидно легковоспламеняющееся вещество для гашения горячей дуги, является хорошо зарекомендовавшей себя средой, поскольку выделяет водород, который в силу своей малой массы и высокой скорости является отличной охлаждающей средой. Но в современных автоматических выключателях в качестве среды для гашения дуги используется тяжелый газ SF ₆.

SF _{6 Газ}, благодаря своим превосходным диэлектрическим, гашению дуги, химическим и другим физическим свойствам, доказал свое превосходство над другими средами, такими как масло или воздух, для использования в автоматических выключателях.Несколько типов автоматических выключателей SF ₆ были разработаны различными производителями в течение последних двух десятилетий для номинальных напряжений от 3,6 до 760 кВ.

До 1970-х годов в диапазоне среднего и высокого напряжения использовались воздушные, масляные, минимально-масляные и воздушные выключатели. В 1970-е годы были внедрены вакуумные выключатели для приложений до номинального напряжения 36 кВ. Внедрены одинарные нагнетательные выключатели типа SF ₆ на номинальное напряжение от 3,3 до 760 кВ.Увеличились уровни неисправностей и номинальное напряжение в энергосистеме. Масляные выключатели, выключатели с минимальным содержанием масла, воздушные выключатели в настоящее время устаревают.

5. Выключатели постоянного тока высокого напряжения:

Автоматические выключатели постоянного тока для легких режимов эксплуатации используются уже давно. Однако отсутствуют подходящие автоматические выключатели для систем HVDC. В настоящее время большинство систем HVDC имеют два вывода, а в системе HVDC с двумя выводами автоматические выключатели HVDC не требуются, поскольку ток короткого замыкания можно контролировать или устранять, контролируя угол зажигания преобразователей.В многополюсных системах HVDC возникнет потребность в автоматических выключателях HVDC.

Проблемы прерывания постоянного тока:

Автоматический выключатель

AC легко прерывает дугу при естественном нуле тока в волне переменного тока. При текущем нуле энергия (½Li ²), которая должна быть прервана, также равна нулю. Контактный зазор должен охладиться и восстановить диэлектрическую прочность, чтобы выдержать естественное переходное восстанавливающееся напряжение. С автоматическими выключателями постоянного тока проблема усложняется, поскольку форма сигнала постоянного тока не имеет собственных нулей тока.Принудительное прерывание дуги приведет к возникновению высокого переходного напряжения восстановления и повторного зажигания без прерывания дуги и окончательного разрушения контактов выключателя.

При разработке автоматических выключателей HVDC необходимо решить три основные проблемы.

Это:

(i) Создание искусственного нуля тока

(ii) Предотвращение повторных забастовок и

(iii) Рассеяние накопленной энергии.

Принцип искусственного обнуления тока используется в выключателях постоянного тока высокого напряжения для гашения дуги.При введении параллельного L-C-контура токи дуги подвергаются колебаниям. Эти колебания очень сильные и имеют несколько искусственных нулей тока. Прерыватель гасит дугу при одном из искусственных нулей тока. Пиковые токи колебаний должны быть больше, чем прерываемый постоянный ток. На рисунке 10.20 показана принципиальная схема такой схемы.

Последовательный резонансный контур с L и C подключается через главные контакты M обычного выключателя переменного тока через вспомогательные контакты S ₁, а резистор R подключается через контакты При нормальных условиях эксплуатации главный контакт M и контакты зарядки St остаются замкнут, и конденсатор C заряжается до линейного напряжения через высокое сопротивление R.Контакты S ₁ разомкнуты, и на них имеется линейное напряжение.

Для отключения тока главной цепи I _d привод размыкает контакты S ₂ и замыкает контакты S ₁. Это инициирует разряд конденсатора C через индуктивность L, главные контакты M и вспомогательные контакты S, создавая колебательный ток, показанный на рис. 10.20 (b). Таким образом, создаются искусственные нули тока, и главные контакты автоматического выключателя M размыкаются при нулевом токе Z.После этого контакты S ₁ размыкаются, а контакты S ₂ замыкаются.

Другой способ прерывания постоянного тока главной цепи — его отвод на конденсатор, так что величина тока, прерываемого автоматическим выключателем, становится меньше. Это показано на рис. 10.21. Конденсатор C изначально не заряжен. Когда главные контакты M размыкаются, ток главной цепи отводится к конденсатору C. Таким образом, ток, прерываемый главными контактами M, становится меньше.Скорость нарастания восстанавливающегося напряжения на M составляет dV _c / dt = I _d / C. Нелинейный резистор R поглощает энергию без значительного увеличения напряжения на главных контактах M.

Проблема предотвращения повторных пробоев стоит более остро в автоматических выключателях постоянного тока с переменным током, где время отключения тока очень мало (порядка 100 мкс). Таким образом, на выводах выключателя возникает резкий скачок напряжения повторного включения, и автоматический выключатель должен выдерживать это напряжение.

Для создания хорошей деионизирующей дуги пространство между двумя стенками дугогасительной камеры может быть сужено для ограничения дуги и одновременно может быть разделено на несколько меньших дуг, вставив решетку из вертикальных металлических пластин.

Большое количество энергии, запасенной в индуктивности цепи в начале прерывания, и энергия, которую выдает выпрямитель во время прерывания, необходимо рассеять, иначе она будет передана в емкость системы и создаст перенапряжения.

Защитный искровой разрядник может быть подключен к выключателю, чтобы уменьшить размер коммутирующего конденсатора. Он также будет поддерживать аномальное напряжение, возникшее в момент переключения, на желаемом уровне. Благодаря токам высокой частоты искровой промежуток действует как устройство рассеивания энергии. В качестве альтернативы к выключателю может быть подключен разрядник Zno, который будет ограничивать переходное восстанавливающееся напряжение и поглощать соответствующую энергию.

Что такое автоматические выключатели? Различные типы автоматических выключателей

В этом руководстве мы узнаем об одном из очень важных и чрезвычайно полезных электрических устройств: автоматических выключателях.Мы попытаемся понять, что такое автоматический выключатель, каково использование / важность / функция автоматических выключателей в энергосистемах, каковы различные типы автоматических выключателей, а также их применение.

Введение

Автоматические выключатели — довольно уникальные устройства в том смысле, что они являются механическими устройствами, подключенными к электрической системе. С тех пор, как были использованы первые электрические системы, всегда существует потребность в механизме или устройстве, которое могло бы инициировать и прерывать прохождение электрического тока.

В энергосистеме часто необходимо включать или выключать различные электрические устройства и цепи, такие как генерирующие установки, линии передачи, распределительные системы и т. Д., Либо в нормальных рабочих условиях, либо в ненормальных ситуациях. Первоначально эту задачу выполняют выключатель и предохранитель, включенные последовательно с электрической цепью.

Основным недостатком такой установки является то, что при перегорании предохранителя часто требуется много времени для его замены и восстановления подачи питания.Другой и главный недостаток заключается в том, что предохранитель не может отключать большие токи короткого замыкания.

Эти ограничения ограничивали использование комбинации переключателя и предохранителя цепями малого напряжения и малой емкости. Но в случае системы высокого напряжения и большого тока желателен более надежный способ, чем использование переключателя и предохранителя.

Это достигается с помощью автоматических выключателей.

Что такое автоматические выключатели?

Автоматические выключатели — это механические переключающие устройства, которые могут включать, переносить или размыкать цепь вручную или автоматически в нормальных и ненормальных условиях цепи.В нормальных условиях автоматический выключатель может включать, переносить или отключать токи, а в ненормальных условиях он может включать или поддерживать в течение определенного времени и отключать токи.

Автоматический выключатель имеет следующие характеристики:

Он может замыкать или размыкать цепь при нормальных рабочих условиях вручную или с помощью дистанционного управления.
В ненормальных или неисправных условиях он может автоматически разорвать цепь.
Он может включать цепь в аварийных условиях вручную или с помощью дистанционного управления.

Эти характеристики автоматического выключателя делают его очень полезным устройством для переключения и защиты в энергосистеме.

Принцип работы автоматических выключателей

Основная функция автоматического выключателя состоит в том, чтобы многократно включать и выключать электрические цепи во время нормальных или ненормальных рабочих условий. Принцип работы автоматического выключателя очень прост.

Стандартный автоматический выключатель состоит из неподвижного и подвижного контактов, называемых электродами.Эти контакты замкнуты при нормальных условиях работы цепи.

Если система выходит из строя, контакты размыкаются автоматически, или, в качестве альтернативы, эти контакты также могут быть размыты вручную в любое время (например, во время обслуживания).

В условиях неисправности системы простой механизм оттянет движущиеся контакты в результате срабатывания катушки отключения и по существу размыкает цепь.

Важным явлением, которое происходит при размыкании контактов, является явление дуги.Если в какой-либо части системы обнаруживается неисправность, контакты автоматического выключателя разъединяются, и во время этого процесса между ними зажигается дуга. Пока дуга не разрядится, ток в цепи продолжает течь.

Дуга не только задерживает прерывание цепи, но также выделяет значительное количество тепла, которое потенциально может повредить автоматический выключатель или всю систему. Следовательно, одна из основных задач автоматических выключателей — как можно быстрее погасить дугу.

Явление дуги в автоматических выключателях

Во время неисправных состояний, таких как, например, короткое замыкание, через контакты автоматического выключателя проходит значительный ток, прежде чем сработает защитный механизм и размыкнет контакты.

Момент, когда контакты начинают размыкаться, площадь контакта внезапно уменьшается, а плотность тока увеличивается из-за большого тока короткого замыкания. Это приводит к повышению температуры, и выделяемого тепла достаточно для ионизации среды (воздуха или масла).Ионизированная среда действует как проводник, и между контактами зажигается дуга.

Эта дуга обеспечивает путь с низким сопротивлением между контактами (даже если они разомкнуты), и большой ток короткого замыкания продолжает течь, пока существует дуга, и нарушает работу автоматического выключателя.

Причины возникновения дуги

Прежде чем разбираться в методах гашения дуги, давайте попробуем проанализировать факторы, ответственные за поддержание дуги между контактами автоматического выключателя.

Причины могут быть ограничены следующими двумя:

Разница потенциалов между контактами
Ионизированные частицы между контактами

Разность потенциалов между контактами достаточна для возникновения дуги, поскольку расстояние между контактами составляет меньше. Кроме того, ионизированная среда, то есть ионизированный воздух или масло, имеет тенденцию поддерживать дугу.

Различные методы гашения дуги

В принципе, есть два способа погасить дугу между контактами автоматического выключателя.Это:

Метод высокого сопротивления
Метод низкого сопротивления

Метод высокого сопротивления

В методе высокого сопротивления сопротивление дуги увеличивается, так что ток становится несущественным для поддержания дуги. Существует несколько способов реализации метода высокого сопротивления.

Некоторые способы увеличения сопротивления дуги:

Увеличение длины дуги
Охлаждение дуги
Уменьшение площади поперечного сечения дуги
Разделение дуги

Этот метод обычно реализуется в Автоматические выключатели постоянного тока и цепи переменного тока малой мощности, поскольку они выделяют огромное количество тепла во время гашения дуги.

Метод низкого сопротивления

В методе низкого сопротивления, как следует из названия, сопротивление дуги поддерживается на низком уровне до тех пор, пока ток не станет равным нулю и дуга не погаснет естественным образом. Следовательно, этот метод также известен как метод текущего нуля.

Метод низкого сопротивления часто применяется в силовых выключателях переменного тока большой мощности, поскольку этот метод предотвращает повторное зажигание дуги даже при повышении напряжения на контактах.

Еще одним важным фактором, который следует учитывать, является ионизация среды и тенденция ионизированных частиц поддерживать дугу.Если среда между контактами деионизируется как можно быстрее, возможность повторного зажигания может быть значительно снижена.

Деионизация среды может быть достигнута следующими способами:

Увеличение зазора между контактами
Повышение давления
Охлаждение дуги
Эффект газовой струи

Классификация автоматических выключателей

Есть несколько способы классификации различных автоматических выключателей.Некоторые из общих критериев, используемых для классификации автоматических выключателей:

Предназначенное напряжение
Местоположение установки
Конструктивные характеристики
Метод и среда, используемые для прерывания тока (гашение дуги)

Хотя их несколько способов классификации автоматических выключателей, классификация, основанная на среде и способе прерывания тока, также является наиболее общей и важной в отрасли. А пока мы кратко рассмотрим все эти классификации, а в следующих разделах мы обсудим основную классификацию (т.е. основанный на методе гашения дуги) более подробно.

На основе класса напряжения

Первая логическая классификация автоматических выключателей основана на рабочем напряжении, предназначенном для используемых автоматических выключателей. В зависимости от уровня напряжения существует два типа автоматических выключателей. Это:

Автоматические выключатели низкого напряжения, которые предназначены для использования при напряжении до 1000 В.
Высоковольтные автоматические выключатели, которые предназначены для использования при напряжении выше 1000 В.

Опять же, высоковольтные выключатели делятся на 123 кВ или выше и 72,5 кВ или ниже.

В зависимости от типа установки

Автоматические выключатели также классифицируются в зависимости от места установки, то есть наружной или внутренней установки. Эти автоматические выключатели обычно представляют собой высоковольтные выключатели. Внутренние автоматические выключатели предназначены для использования внутри зданий или со специальными стойкими к атмосферным воздействиям кожухами, как правило, с металлическими кожухами распределительного устройства.

Фактически, основное различие между внутренними и внешними автоматическими выключателями заключается в конструкциях корпусов и корпусов, в то время как внутренняя структура, такая как токоведущие части, механизм прерывания и принцип действия, практически идентичны.

На основе типа внешнего исполнения

Классификация автоматических выключателей также осуществляется на основе физической конструкции и обычно осуществляется двумя способами. Это:

Автоматические выключатели с мертвым резервуаром
Автоматические выключатели с резервуаром под напряжением

В автоматических выключателях с мертвым резервуаром коммутационное устройство размещается в емкости с потенциалом земли и окружено прерывателями и изолирующей средой.С другой стороны, в автоматическом выключателе резервуарного типа под напряжением емкость, содержащая прерыватели и изолирующую среду, находится под более высоким потенциалом, чем земля.

Автоматические выключатели с мертвым баком более распространены в США, в то время как автоматические выключатели с живым резервуаром часто используются в Европе и Азии.

В зависимости от типа отключающей среды

Самая важная и важная классификация автоматических выключателей основана на отключающей среде и методе гашения дуги. Фактически, среда прерывания тока и метод гашения дуги стали основными факторами при проектировании автоматических выключателей, а также определяли общие параметры конструкции.

Первоначально масло и воздух служили прерывающей средой и продолжают использоваться даже спустя почти столетие с момента их первого внедрения.

Существуют две новые технологии, одна с использованием вакуума, а другая с использованием газа серогексафторида (SF ₆) в качестве прерывающей среды. Эти два доминируют в современной отрасли автоматических выключателей, но масляные и воздушные выключатели также все еще используются.

Различные типы автоматических выключателей

Поскольку общий и наиболее распространенный способ классификации автоматических выключателей основан на среде, используемой для гашения дуги, мы увидим различные типы автоматических выключателей, основанные на одном и том же.

Обычно в качестве среды для гашения дуги используют воздух, масло, серогексафторидный газ или вакуум. Следовательно, различные типы автоматических выключателей, основанные на этих средах:

Воздушные магнитные автоматические выключатели
Воздушные автоматические выключатели
Масляные автоматические выключатели
Фторид серы (SF ₆) Автоматические выключатели
Вакуумные выключатели

Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, и мы подробно рассмотрим все эти типы автоматических выключателей.

Воздушные магнитные автоматические выключатели

Первым автоматическим выключателем является воздушный магнитный автоматический выключатель. Его также называют автоматическим выключателем с дугогасительным желобом. Обычно он состоит из нескольких пластин между контактами и состоит из металлических или изолированных материалов.

Когда зажигается дуга, она входит в контакт с рядом металлических пластин. В результате основная дуга делится на несколько меньших дуг, которые проходят через пластины, и падение напряжения обычно составляет от 30 до 40 вольт.В автоматических выключателях этого типа пластины обычно металлические.

Другой тип выключателя с дугогасительной камерой основан на помощи магнитного предохранителя. В этом типе обычно используются изолированные дуговые пластины, которые изготавливаются из керамики.

В этом типе дуга сначала проходит между изолирующими пластинами, чтобы удлинить дугу. Затем дуга охлаждается за счет диффузии. Когда автоматический выключатель начинает размыкаться и зажигается дуга, расстояние между контактами увеличивается. Катушка, которая не является частью основной проводящей цепи, контактирует с током.

Магнитное поле, создаваемое этой катушкой, будет воздействовать на дугу, и в результате дуга будет стремиться глубже проникнуть в желоб.

Воздушные автоматические выключатели

Вторые «воздушные» автоматические выключатели — это воздушные автоматические выключатели. В этом типе воздушная струя высокого давления используется в качестве средства гашения дуги. В случае неисправности воздушный поток, управляемый воздушным клапаном, размыкает контакты, а также охлаждает дугу.

Дуга и продукты дуги уносятся в атмосферу, что быстро увеличивает диэлектрическую прочность среды.В результате предотвращается повторное зажигание дуги. Следовательно, дуга гаснет, и ток полностью прерывается.

Существует три типа автоматических выключателей воздушной струи в зависимости от направления воздушной струи по отношению к дуге. Это:

Тип осевой струи
Тип перекрестной струи
Радиальная струя Тип

В автоматических выключателях с осевой струей воздушный поток проходит в том же направлении, что и дуга. Воздух под высоким давлением отталкивает движущийся контакт, размыкая цепь, а также толкает дугу вместе с ней.

Воздушная волна в автоматических выключателях с поперечным дутьем перпендикулярна пути дуги, а в радиальных автоматических выключателях направлена радиально.

Преимущества

Риск возгорания исключен.
Продукты дуги полностью удаляются воздушной струей.
Значительно более быстрое увеличение диэлектрической прочности. Следовательно, контактный зазор может быть меньше, что приводит к уменьшению размера устройства.
Время горения дуги очень мало, и энергия дуги также мала.Подходит для частых операций.
Воздушный удар не зависит от тока прерывания.

Недостатки

Дугогасящие свойства воздуха хуже.
Чувствителен к изменениям ограничивающего напряжения.
Воздушный компрессор требует технического обслуживания.

Масляные автоматические выключатели

В масляных автоматических выключателях в качестве средства гашения дуги используется изоляционное масло. Поскольку контакты размыкаются в масле, при зажигании дуги окружающее масло испаряется в виде газообразного водорода.

Пузырь газообразного водорода окружает область дуги. Газообразный водород, благодаря своей высокой теплопроводности, охлаждает дугу, а также деионизирует среду. Кроме того, газ вызывает турбулентность в окружающем масле, и все продукты дуги отталкиваются от дуги.

Есть два типа масляных выключателей. Это:

Автоматические выключатели наливного масла
Автоматические выключатели с низким содержанием масла

Как следует из названия, автоматические выключатели наливного масла используют значительно большое количество масла.Далее масляные автоматические выключатели снова делятся на два типа.

Масляные автоматические выключатели простого размыкания
Масляные автоматические выключатели для контроля дуги

В масляных автоматических выключателях простого размыкания контакты разделены в масляном баке, а система управления дугой предназначена для увеличения разделения контактов. При достижении критического зазора между контактами происходит гашение дуги.

Отсутствие контроля над дугой в масляных автоматических выключателях с прямым разрывом преодолевается в масляных автоматических выключателях с контролем дуги.Управление дугой осуществляется двумя способами, известными как:

Масляные автоматические выключатели с самовоздухом
Масляные автоматические выключатели с принудительным подрывом

В самовзрывных выключателях используется изолирующая жесткая камера давления с контактами и контактами. газы, выделяющиеся во время горения дуги, ограничиваются этой камерой или баком. Высокое давление, создаваемое в маленькой камере, заставит масло в виде газа пройти через дугу и впоследствии погасит ее.

Существует три типа или конструкции напорных бачков в самовзрывных масляных автоматических выключателях.Это:

Обычный взрывной бак
Поперечно-струйный взрывной бак
Самокомпенсирующийся взрывной бак

В масляных автоматических выключателях с принудительной продувкой поршневой цилиндр используется для создания необходимого давления масла, в отличие от автоматических выключателей. взрывные масляные автоматические выключатели, где давление создается самой дугой.

Во всех упомянутых выше масляных выключателях масло выполняет две функции. Один должен действовать как средство гашения дуги, а другой — изолировать цепь под напряжением от земли.Только небольшой процент (10% или меньше) фактически используется для гашения дуги, а большая часть масла используется для изоляционных целей.

В автоматических выключателях с низким содержанием масла масло используется для гашения дуги, а твердые материалы, такие как фарфор и бумага, используются для изоляции.

Преимущества

Масло обладает отличными охлаждающими свойствами, а энергия дуги превращает масло в газ.
Действует как изолятор между проводами под напряжением и землей.

Недостатки

Масло легковоспламеняющееся и пожароопасное.
Продукты дуги не могут выйти и остаться в масле.

Гексафторид серы (SF

₆

В выключателях с гексафторидом серы в качестве средства гашения дуги используется гексафторид серы с химической формулой SF ₆.

Газообразный гексафторид серы является электроотрицательным по своей природе, т. Е. Притягивает свободные электроны. Когда контакты цепи разомкнуты, газообразный гексафторид серы под высоким давлением проходит через камеру во время зажигания дуги.

Свободные электроны, образующиеся во время горения дуги, быстро поглощаются газом SF ₆, что приводит к образованию неподвижных отрицательных ионов. По мере того как дуга теряет проводящие электроны, изолирующая сила окружающей среды быстро увеличивается, и дуга полностью гаснет.

На следующем изображении показана упрощенная конструкция автоматического выключателя SF ₆. Как неподвижные, так и подвижные контакты помещаются в дугогасительную камеру, которая содержит газообразный гексафторид серы. Когда контакты размыкаются, газ под высоким давлением SF ₆ из резервуара будет проходить через входное отверстие камеры.

Преимущества

Превосходное гашение дуги.
Может прерывать большие токи, так как электрическая прочность газа SF ₆ почти в 3 раза больше, чем у воздуха.
Бесшумная работа и отсутствие выбросов в атмосферу.
Работа без влаги, так как заполненная газом камера сохраняет внутреннюю сухость.
Очень низкие эксплуатационные расходы и минимум оборудования.
Подходит для опасных и агрессивных условий, таких как угольные шахты, поскольку выключатели закрытые и герметичные.

Недостатки

Гексафторид серы очень дорогостоящий.
SF ₆ необходимо восстанавливать после каждой операции.
Этот газообразный гексафторид серы под высоким давлением поглощает все проводящие свободные электроны и в результате вызывает гашение дуги.

Вакуумные силовые выключатели

В вакуумных выключателях или VCB в качестве средства гашения дуги используется вакуум. По сравнению с другими средами он обеспечивает превосходные дугогасящие свойства, так как обладает наивысшей изоляционной прочностью.

При размыкании контактов выключателя в вакууме образуется дуга из-за ионизации паров металла контактов. Но дуга быстро гаснет, так как пары быстро конденсируются.

Типичный вакуумный выключатель показан на следующем рисунке. Он состоит из подвижного и неподвижного контактов, а также дугового экрана, установленного в вакуумной камере. Внешний изолирующий корпус обычно изготавливается из стекла или керамики.

Преимущества

Нет опасности возгорания.
Компактный, очень надежный и долговечный.
Во время или после работы газ не образуется.
Нет или очень мало обслуживания.
VCB может отключать любой ток повреждения.
Выдерживает удары молнии.
Высвобождение малой энергии дуги.

Типы автоматических выключателей

Изображение предоставлено: nattapan72 / Shutterstock.ком

, иначе известные как электрические выключатели, представляют собой электромеханические устройства, обычно устанавливаемые в электрических шкафах и используемые для защиты электрических цепей от перегрузок. Автоматические выключатели используются для защиты проводки в цепях от риска возгорания из-за токов, превышающих номинальную мощность цепи. В устройствах используются переключатели, которые автоматически размыкаются при обнаружении избыточных токов и обычно требуют ручного сброса. Торговые марки обычно относятся к панелям, на которых они установлены, и, следовательно, обычно не являются взаимозаменяемыми между панелями.Автоматические выключатели рассчитываются на основе величины тока, который может безопасно переноситься цепью, защищаемой выключателем.

Обычно типы автоматических выключателей делятся на три основных класса, а именно:

Стандартные автоматические выключатели
Прерыватели цепи при дуговом замыкании или автоматические выключатели AFCI
Прерыватели цепи при замыкании на землю или автоматические выключатели GFCI

В рамках этих классов автоматические выключатели также характеризуются несколькими другими эксплуатационными параметрами или особенностями.К ним относятся как основной механизм, который управляет выключателем, так и тип функций сброса, связанных с автоматическим выключателем. В следующих разделах представлено описание каждого из этих типов автоматических выключателей.

Стандартные автоматические выключатели

Стандартные автоматические выключатели — это устройства, которые обычно используются в электрических панелях домов и предприятий, которые работают от однофазного источника питания 120/240 В. Эти автоматические выключатели обычно доступны как однополюсные или двухполюсные выключатели, последние используются для нагрузок с более высоким напряжением, таких как цепи, которые подают питание на электрическую сушилку или диапазон.

Магнитные автоматические выключатели

Магнитные выключатели — это выключатели, в которых внутри устройства используется соленоид или электромагнит для создания магнитного поля, сила которого изменяется линейно с величиной тока в цепи. Когда ток превышает номинальное значение выключателя из-за состояния высокого тока из-за короткого замыкания или другой аномалии, напряженность магнитного поля в соленоиде заставляет выключатель размыкаться, прерывая прохождение тока.

Тепловые выключатели

Тепловые выключатели — это выключатели, в которых используется внутренняя биметаллическая полоса выключателя, через которую протекает ток цепи.По мере увеличения тока в цепи выделяется тепло, и биметаллическая полоса в конечном итоге достигает точки деформации, которая приводит к срабатыванию выключателя в разомкнутом состоянии, снова прерывая прохождение тока в этой цепи. Как только ток упадет до нуля, биметаллическая полоса охладится, и выключатель можно будет вернуть в исходное положение. Тепловые выключатели чувствительны к температуре. В более холодных условиях эксплуатации точка срабатывания перемещается выше, тогда как в более теплых условиях может происходить смещение в сторону понижения текущего уровня, при котором устройство срабатывает.

Термомагнитные автоматические выключатели

используются как чувствительные, так и отключающие механизмы, один из которых основан на нагреве, а другой — на магнитном поле, для обеспечения защиты цепи в устройстве. Как правило, магнитная защита реагирует на условия высокого тока, например, в результате короткого замыкания, тогда как тепловая защита может допускать возникновение некоторых условий перегрузки по току при условии, что они ограничены по продолжительности. Эта ситуация может быть результатом высокого пускового тока во время запуска оборудования, такого как двигатели и компрессоры.

Гидравлические магнитные автоматические выключатели

Гидравлические магнитные автоматические выключатели предлагают более точные средства адаптации требований к защите цепей для конкретного применения. В автоматических выключателях этого типа используется соленоид, который обернут вокруг трубы, содержащей железный сердечник, пружину и демпфирующую жидкость. В условиях перегрузки, которая не является результатом короткого замыкания, напряженность магнитного поля начинает оказывать давление на железный сердечник, но гидравлическая жидкость внутри трубы снижает скорость движения.Следовательно, присутствие жидкости и ее вязкость служат для введения временной задержки между началом состояния перегрузки по току и состоянием отключения выключателя. Если состояние сохраняется, движение сердечника вызывает падение магнитного сопротивления цепи и позволяет выключателю сработать. В случае короткого замыкания магнитный поток катушки вызывает срабатывание выключателя, даже если сердечник не перемещался внутри трубки. Одним из преимуществ гидравлических магнитных выключателей является то, что они не подвержены влиянию температурных условий.

Автоматические выключатели AFCI

или автоматические выключатели AFCI — это устройства, специально разработанные для реагирования на наличие опасных условий дуги, которые могут привести к опасности возгорания. Стандартные автоматические выключатели чувствительны к условиям перегрузки по току, но не могут обнаружить наличие дуги, которая может возникнуть, например, в результате ухудшения или повреждения электрической изоляции проводов. Такое искрение может вызвать дуговое замыкание, то есть прохождение тока по непредусмотренному пути и может привести к локальному нагреву, который может вызвать возгорание.В автоматических выключателях AFCI используется специально разработанная электронная схема, чтобы различать нормальную дугу, например, между щетками и коммутатором электродвигателя, и опасными состояниями дугового короткого замыкания, отключая выключатель после обнаружения этих условий.

Автоматические выключатели GFCI

при замыкании на землю или автоматические выключатели GFCI — это автоматические выключатели, которые могут определять наличие очень небольшой разницы между линейным и нулевым проводниками источника питания и быстро реагировать на размыкание цепи, отключая выключатель.В то время как стандартные автоматические выключатели обнаруживают условия перегрузки по току, автоматические выключатели GFCI контролируют величину тока, протекающего от незаземленного (горячего) проводника, и сравнивают его с током, протекающим в нейтральном или заземленном проводнике. Если разница превышает небольшой порог (обычно 4-6 миллиампер), прерыватель срабатывает, чтобы защитить проводку и персонал, который мог непреднамеренно подвергнуться опасности замыкания на землю.

Автоматические выключатели для автомобилей

Автомобильные автоматические выключатели часто классифицируются как Тип 1, 2 или 3, определяемый механизмом сброса.Иногда они также обозначаются римскими цифровыми эквивалентами: Тип I, Тип II и Тип III.

Автоматические выключатели типа 1

типа 1, также известные как выключатели с автоматическим сбросом, предназначены для непрерывного цикла от включения до выключения при наличии состояния перегрузки, и, если перегрузка устраняется, автоматически сбрасывается.

Автоматические выключатели типа 2

типа 2 также автоматически сбрасываются при отключении питания путем отключения зажигания автомобиля.

Автоматические выключатели типа 3

типа 3 требуют ручного сброса и обычно имеют визуальный индикатор, предупреждающий оператора о срабатывании выключателя.

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор основных типов автоматических выключателей, обычно используемых в системах распределения электроэнергии и автомобилях. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Прочие «виды» изделий

Больше от компании Electric & Power Generation

Различные типы автоматических выключателей

Автоматический выключатель — это переключающее устройство, которым можно управлять как вручную, так и автоматически для управления и защиты системы электроснабжения соответственно. Прежде чем читать дальше, прочтите, что такое автоматический выключатель и что такое распределительное устройство.

Автоматические выключатели подразделяются на несколько типов в зависимости от различных категорий.В этой статье мы узнаем о различных типах автоматических выключателей, их работе, использовании и номинальных характеристиках.

Эти разные категории могут быть в зависимости от среды, в которой работает автоматический выключатель, сигнала срабатывания, от которого он работает, различных типов конструкции и принципов работы и т. Д.

Каждый тип автоматического выключателя имеет свои преимущества и недостатки. Конструкция и работа этих автоматических выключателей с особым упором на способ гашения дуги описаны в статьях, перечисленных на этой странице.

Обзор всех различных типов автоматических выключателей с указанием их названий и классификации, как показано в первой части.Далее мы обсудим некоторые из широко используемых в настоящее время типов.

Типы автоматических выключателей

Автоматические выключатели подразделяются на различные типы на основе следующих критериев.

В зависимости от уровня напряжения
1. Автоматический выключатель низкого напряжения
2. Автоматический выключатель среднего напряжения
3. Автоматический выключатель высокого напряжения
В зависимости от места установки
1. Автоматический выключатель наружной установки
2. Внутренний автоматический выключатель

Пружинный выключатель
Пневматический выключатель
Гидравлический выключатель

На основе дугогасительной среды
1. Вакуумный выключатель
2. SF6 автоматический выключатель
3. Масляный выключатель
4. Воздушный выключатель
На основе конструкции с внешними характеристиками
1. Автоматический выключатель с резервуаром под напряжением
2. Автоматический выключатель с резервным резервуаром

: Типы автоматических выключателей

Типы автоматических выключателей в зависимости от уровня напряжения

Во-первых мы классифицируем автоматические выключатели в соответствии с уровнями напряжения, на которых они могут работать.Итак, в этой категории есть три наиболее часто используемых типа автоматических выключателей. Это:

Автоматические выключатели низкого напряжения (<1 кВ)
Автоматические выключатели среднего напряжения (1-72 кВ)
Автоматические выключатели высокого напряжения (> 72 кВ)

1. Автоматические выключатели низкого напряжения

A Низковольтный автоматический выключатель подходит для цепей с номинальным напряжением 1000 вольт или ниже.

: Низковольтные автоматические выключатели

Низковольтные автоматические выключатели широко используются в бытовых, коммерческих и промышленных применениях.Чаще всего используются низковольтные автоматические выключатели, миниатюрный автоматический выключатель, автоматический выключатель в литом корпусе, автоматический выключатель утечки на землю и устройства защиты от остаточного тока.

Характеристики низковольтных автоматических выключателей приведены в международных стандартах, таких как IEC 947. Эти автоматические выключатели часто устанавливаются в выдвижных корпусах, которые позволяют снимать и заменять без демонтажа распределительного устройства.

2. Автоматический выключатель среднего напряжения

Автоматические выключатели среднего напряжения номиналом от 1 до 72 кВ могут быть собраны в комплекты распределительных устройств в металлическом корпусе для использования внутри помещений или, возможно, отдельные компоненты, устанавливаемые на подстанции на открытом воздухе.

Характеристики выключателей среднего напряжения приведены в международных стандартах, таких как IEC 62271.

Выключатели среднего напряжения почти всегда используют отдельные датчики тока и защитные реле, вместо того, чтобы полагаться на встроенные тепловые или магнитные датчики максимального тока
.

Автоматические выключатели среднего напряжения также могут быть классифицированы по среде, используемой для гашения дуги, как вакуумные, элегазовые, воздушные и масляные выключатели.

3. Автоматический выключатель высокого напряжения

Сети передачи электроэнергии защищены и управляются высоковольтными выключателями.

Определение высокого напряжения варьируется, но при работе по передаче электроэнергии обычно считается 72,5 кВ или выше, согласно недавнему определению Международной электротехнической комиссии (МЭК).

Высоковольтные выключатели широко классифицируются по средам, используемым для гашения дуги:
1. Масляный автоматический выключатель
2. Минимальный масляный автоматический выключатель
3. Воздушный выключатель
4. Вакуумный автоматический выключатель
5. SF6-цепь выключатель
6. Прерыватель цепи CO2

Типы прерывателя цепи в зависимости от установки

Другой очень важной категорией является то, где использовать прерыватель цепи.

Поначалу это может показаться немного странным, но при установке выключателя вы должны позаботиться о том, чтобы он использовался внутри вашего дома или любого другого здания или его нужно было установить где-то на открытом воздухе. Это связано с тем, что внешний механический корпус выключателя должен быть спроектирован соответствующим образом, чтобы он был прочным и защитным, чтобы предотвратить повреждение внутренней схемы. Таким образом, может быть еще два типа:

Автоматический выключатель наружной установки
Внутренний автоматический выключатель

1.Внутренний автоматический выключатель

Внутренний автоматический выключатель предназначен для использования только внутри зданий или погодоустойчивых корпусов. Обычно автоматические выключатели внутренней установки работают от среднего напряжения в металлическом корпусе распределительного устройства.

: Внутренний вакуумный автоматический выключатель

2. Внешний автоматический выключатель

Открытый автоматический выключатель предназначен для использования вне помещений без крыши. Таким образом, конструкция внешнего корпуса этих выключателей будет более прочной по сравнению с внутренними выключателями, чтобы противостоять износу и истиранию.

: Автоматический выключатель наружной установки

Типы автоматических выключателей на основе исполнительного механизма

Существует еще одна категория, основанная на механизме, используемом для приведения в действие автоматического выключателя, который определяет механизм срабатывания выключателя, их три другие типы:

Пружинный выключатель
Пневматический выключатель
Гидравлический выключатель

Пружинный механизм приводится в действие механической энергией, накопленной в пружинах.Обычно «замыкающая пружина» механически приводится в действие двигателем и удерживается в сжатом положении закрывающей защелкой.

В механизме с гидравлическим приводом используется сжатый газ для направления потока масла, таким образом приводя в действие рычажный (е) рычажный (е) рычажный (е) рычажный (ые) механизм (ы), соединенный с прерывателем (ами).

Пневматический механизм использует сжатый воздух в качестве источника энергии для включения и отключения.

Типы автоматических выключателей на основе отключающей среды

Теперь рассмотрим среду, в которой может работать автоматический выключатель.
Наиболее общий способ классификации основан на среде, используемой для гашения дуги. Средой, используемой для гашения дуги, обычно является масло, воздух, гексафторид серы (SF6) или вакуум. Соответственно, автоматические выключатели можно разделить на:

Масляный выключатель, в котором для гашения дуги используется некоторое изоляционное масло (например, трансформаторное масло).
Автоматический выключатель с воздушным ударом, в котором для гашения дуги используется обдув под высоким давлением.
SF6 автоматический выключатель, в котором газообразный гексафторид серы (SF6) используется для гашения дуги.
Вакуумный выключатель, в котором вакуум используется для гашения дуги.

Типы автоматических выключателей на основе внешней конструкции

В зависимости от конструкции автоматические выключатели классифицируются как

автоматические выключатели с глухим баком и
автоматические выключатели с баком под напряжением.

Выключатель с закрытым баком, имеющим потенциал земли, называется выключателем с мертвым баком.

: Автоматический выключатель резервуара под напряжением и резервного резервуара

Выключатель, в корпусе резервуара которого находится прерыватель с потенциалом над землей, называется автоматическим выключателем резервуара под напряжением.

Другие типы автоматических выключателей

Ниже приведены некоторые другие типы автоматических выключателей, классифицированные на основе различных критериев.

Прерывистая среда — воздух, воздушный поток, магнитная струя, вакуум, масляный автоматический выключатель, автоматический выключатель с газовой изоляцией (GIS)

В зависимости от обслуживания — внутренний или внешний автоматический выключатель

Способ работы — гравитационное размыкание, гравитационное замыкание и автоматический выключатель с горизонтальным разрывом

Действие — Автоматический и неавтоматический выключатель

Способ управления — Прямое управление или дистанционное (ручное, пневматическое или электрическое) управление

Способ монтажа — Монтаж на панели с задней стороны панели или дистанционно с панели тип.

Конструкция резервуара — отдельный резервуар для каждого типа полюсов или один резервуар для всех типов полюсов, резервуар под напряжением или мертвый резервуар

Контакты — стыковые, клиновые, ламинированные плоские контакты

Важные типы автоматических выключателей

Каждый тип автоматического выключателя имеет свои собственные достоинства и недостатки. В следующих разделах мы обсудим эти автоматические выключатели с особым акцентом на способах гашения дуги.

1. Масляные автоматические выключатели

В масляных автоматических выключателях в качестве средства гашения дуги используется изоляционное масло (трансформаторное масло).

Контакты размыкаются под маслом и между ними зажигается дуга. Тепло дуги испаряет окружающее масло и диссоциирует его в значительный объем газообразного водорода под высоким давлением.

Водородный газ занимает объем, примерно в тысячу раз превышающий объем разложившейся нефти. Таким образом, масло отталкивается от дуги, и расширяющийся пузырь газообразного водорода окружает область дуги и прилегающую часть контактов.

Гашению дуги способствуют в основном два процесса.

Во-первых, газообразный водород обладает высокой теплопроводностью и охлаждает дугу, тем самым способствуя деионизации среды между контактами.

Во-вторых, газ создает турбулентность в масле и заставляет его проникать в пространство между контактами, тем самым устраняя продукты дуги на пути дуги.

В результате дуга гаснет, а круговой ток прерывается.

2. Воздушные автоматические выключатели

В автоматических выключателях этого типа в качестве гасящей среды используется воздушный поток высокого давления.

Контакты размыкаются в потоке воздушной струи, создаваемой открытием воздушной заслонки. Воздух охлаждает помещение и уносит продукты дуги в атмосферу.

Это быстро увеличивает диэлектрическую прочность среды между контактами и предотвращает восстановление площади.

Следовательно, дуга гаснет и ток прерывается.

3. Автоматический выключатель на основе гексафторида серы SF6

В автоматических выключателях такого типа в качестве среды гашения дуги используется газообразный гексафторид серы (SF6).

SF6 является электроотрицательным газом и имеет сильную тенденцию к поглощению свободных электронов.

Контакты выключателя размыкаются в потоке газа SF6 под высоким давлением, и между ними зажигается дуга. Проводящие свободные электроны в дуге быстро захватываются газом с образованием относительно неподвижных отрицательных ионов.

Эта потеря проводящих электронов в корпусе быстро создает достаточную прочность изоляции для гашения дуги.

SF6 автоматические выключатели оказались очень эффективными для работы с большой мощностью и высоким напряжением.

4. Вакуумные выключатели (ВКВ)

В автоматических выключателях такого типа в качестве гасящей среды используется вакуум (степень вакуума от 10 до 10 торр).

Поскольку вакуум обеспечивает высочайшую изоляционную прочность, он имеет гораздо лучшие закалочные свойства, чем любая другая среда.

Например, когда контакты выключателя размыкаются в вакууме, прерывание происходит при первом нулевом токе с увеличением диэлектрической прочности между контактами со скоростью в тысячи раз выше, чем у других автоматических выключателей.

Принцип VCB

Образование дуги в вакуумном выключателе и его гашение можно объяснить следующим образом:

Когда контакты выключателя размыкаются в вакууме (от 10 до 10 тор), дуга возникает между контакты ионизацией паров металлов контактов.

Однако дуга быстро гаснет, поскольку пары металлов, электроны и ионы, образующиеся во время дуги, быстро конденсируются на поверхностях контактов выключателя, что приводит к быстрому восстановлению электрической прочности изоляции.

Читатель может заметить отличительную особенность вакуума как средства гашения дуги. Как только дуга возникает в вакууме, она быстро гаснет благодаря высокой скорости восстановления электрической прочности в вакууме.

Типы автоматических выключателей: стандартные, AFCI, GFCI

— Объявление —

Типы автоматических выключателей используются для множества применений. Автоматические выключатели классифицируются по различным методам, таким как гашение дуги или номинальное напряжение. Чтобы узнать о различных типах автоматических выключателей, прочтите эту статью на Linquip.

Что такое автоматический выключатель и как он работает?

Автоматический выключатель — это механическое устройство, которое препятствует прохождению сильного тока и выполняет функцию переключения. Он специально предназначен для блокировки или размыкания электрической цепи и, таким образом, предотвращает повреждение электрической системы.

Автоматический выключатель состоит в основном из неподвижных и подвижных контактов. Эти контакты встречаются друг с другом и удерживают ток, пока цепь замкнута в нормальных условиях. Токоведущие контакты, известные как электроды, включаются под давлением пружины, когда выключатель включен.Плечи автоматического выключателя могут быть выдвинуты или закрыты для переключения системы и обслуживания в обычном рабочем состоянии. Автоматический выключатель открывается одним нажатием кнопки. При возникновении неисправности в какой-либо части устройства катушка отключения выключателя получает энергию, и какой-то процесс разделяет подвижные контакты и тем самым размыкает цепь.

Типы автоматических выключателей

Как упоминалось выше, классификация автоматических выключателей основана на многих методах.Один из методов состоит в том, что автоматические выключатели классифицируются в зависимости от их механизма. Следовательно, мы можем найти их в следующих категориях: напряжение, механизм прерывания, место установки и особенности или конструкция.

Однако самый известный метод — гашение дуги. Этот метод по типам автоматических выключателей приведен ниже, чтобы помочь вам понять каждую классификацию.

Типы автоматических выключателей по степени гашения дуги

SF6 автоматический выключатель

SF6 — это первый автоматический выключатель, который мы представляем здесь для типов автоматических выключателей.В этом автоматическом выключателе используется гексафторид серы, поэтому он известен как SF6 CB. Автоматический выключатель SF6 — это усовершенствованный и наиболее широко используемый выключатель. SF6 обладает очень хорошими изоляционными свойствами и высокой электроотрицательной эффективностью. Свободные электроны возникают из-за ионизации, как возникает дуга. Эти свободные электроны мешают молекулам газа SF6. Молекулы SF6 уязвимы для поглощения свободных электронов. SF6 обладает выдающейся способностью к теплопередаче. Дуга создает высокие температуры, а SF6 снижает температуру.SF6 — это средство гашения дуги, в 100 раз более эффективное, чем воздух. Этот прерыватель цепи используется в диапазоне напряжений от 33 кВ до 800 кВ. Обратной стороной этого типа автоматического выключателя является то, что его потенциал глобального потепления в 23 900 раз превышает выбросы CO2.

масляный выключатель

В автоматических выключателях этого типа в качестве диэлектрической среды используется масло. Это масло известно как минеральное масло или трансформаторное масло. Этот вид автоматического выключателя является самым старым автоматическим выключателем и редко встречается в сегодняшней системной сети.Масло — сильный диэлектрик и лучший жидкий изолятор. Неподвижный контакт и подвижный контакт погружены в изолирующую среду минерального масла. Между контактами возникает дуга при включении и выключении автоматического выключателя. Масло испаряется и разлагается на газообразный водород. Этот газ создается в виде пузыря, и эти пузыри образуются вокруг дуги и препятствуют ограничению дуги, когда ток достигает точки пересечения нулевого периода. Масляный автоматический выключатель имеет два вида: масляный автоматический выключатель и минимальный масляный выключатель.

Подробнее о Linquip

воздушный выключатель

Воздушный выключатель, как другой тип выключателя, использует воздух в качестве средства образования дуги и называется воздушным выключателем или воздушным выключателем. Этот выключатель не используется для высокого напряжения. Он используется при низком и среднем напряжении. Этот CB лучше, чем масляный CB, потому что этот CB более безопасен. Взрыв масла очень опасен и может произойти.Воздушный выключатель, используемый в развивающихся странах, был выключателем, а не масляным. По сравнению с другим выключателем принцип действия воздушного выключателя отличается. Для прерывания дуги он создает напряжение дуги. Вы можете найти два типа воздушных автоматических выключателей: автоматический выключатель с воздушным охлаждением и автоматический выключатель с воздушным потоком.

Вакуумный выключатель

Чтобы продолжить разговор о типах автоматических выключателей, мы представляем вакуумный выключатель. В этом типе выключатель представляет собой диэлектрическую среду, в которой часто используется вакуум.Это еще не полностью отработанная технология CB. Производительность CB в зависимости от материала, из которого сделаны контакты. Медь / хром обычно используются для хороших результатов. Вакуум имеет отличные диэлектрические характеристики. Диэлектрическая мощность вакуума в 8 раз выше, чем у воздуха, и в 4 раза выше, чем у газа SF6. Возникновение дуги вызвано ионизацией ионов металлов во время работы выключателя. Электрон и ионы создаются во время дуги металлическим паром. Тогда дуга легко гаснет.Диапазон напряжения составляет от 22 кВ до 66 кВ, а в распределительной системе используется вакуумный выключатель. Обычно этот CB используется в сельской местности.

Второй вид выключателя

Однополюсные автоматические выключатели

Однополюсные автоматические выключатели — наиболее распространенные типы автоматических выключателей в современных домах. Они называются однополюсными, потому что в случае короткого замыкания или электрической перегрузки они могут отслеживать ток одиночного провода. Однополюсные выключатели рассчитаны на ток от 15 до 30 ампер и обеспечивают цепь напряжением 120 вольт.

Двухполюсные автоматические выключатели

Второй автоматический выключатель среди других типов автоматических выключателей, относящихся к этому классу, — это двухполюсные автоматические выключатели, которые одновременно управляют потоком электричества по двум проводам. Два соединенных рядом переключателя позволяют легко отличить их от одного выключателя. Если один или оба провода имеют низкий уровень заряда или перегружены, этот вид прерывателя может переключиться. Этот тип автоматического выключателя может использоваться для выработки чего-либо от 15 до 200 ампер, либо 240 вольт, либо 120/240 вольт в электрической цепи.Двухполюсные выключатели необходимы для цепей питания оборудования, требующего значительного количества электроэнергии, такого как стиральные машины и сушилки.

Автоматические выключатели GFCI

Автоматические выключатели с прерывателем цепи при замыкании на землю (GFCI) предназначены для предотвращения ошибки «линия-земля». Это потому, что существует опасный электрический путь между заземленным элементом и электрическим током. Выключатели GFCI часто имеют защиту от короткого замыкания или перегрузки по току. Любые электрические коды для участков дома, которые могут подвергнуться поливу, включая туалеты, прачечные и прилегающие территории, включают эти выключатели.

Автоматические выключатели AFCI

Arc Fault Circuit Interrupter (AFCI) предназначены для использования в электропроводке, где наблюдается искрение. В результате может быть поврежден электрический шнур или покрытие становится слишком тонким, что создает значительную опасность возгорания. Стандартные однополюсные и двухполюсные автоматические выключатели не всегда обнаруживают электрическую дугу, потому что сильный нагрев — единственный способ сделать это. Автоматические выключатели AFCI необходимы в соответствии с электрическими нормами для новых домов.

Типы автоматических выключателей по номинальному напряжению

У нас есть другая классификация типов автоматических выключателей.В этой категории выключатели с номинальным напряжением ниже 1000 В называются выключателями низкого напряжения, а выключатели с напряжением выше 1000 В называются выключателями высокого напряжения.

Выключатели низковольтные

Может использоваться в зданиях, на предприятиях и на производстве как один из наиболее часто используемых автоматических выключателей на рынке. Низковольтные выключатели рассчитаны на быстрое обслуживание. Иногда они разбираются для обслуживания без необходимости демонтажа распределительного устройства заказчику.Некоторые узлы автоматизированы, поэтому оператор может открывать и отключать их удаленно. Эти автоматические выключатели могут использоваться также для цепей постоянного тока. Поскольку внутренняя электрическая дуга постоянного тока не останавливается и не возобновляется, внутри устройства должен использоваться прерыватель отдельной формы. Когда дом или компания не имеют потребности в мощности выше 2500 ампер, их работа обеспечивается и контролируется автоматическим выключателем низкого напряжения.

Высоковольтные выключатели

В этих выключателях используются соленоиды, работающие от реле защиты и трансформаторов тока.У них также есть сложные системы безопасности, которые можно использовать разными способами, чтобы избежать перегрузок по току. Прерыватели используют несколько различных форм для разрыва дуги: объемное масло, минимум масла, воздушный поток, вакуум, гексафторид серы и диоксид углерода. Однако нефть и диоксид углерода исключены в пользу более экологически чистого раствора гексафторида серы.

и автоматические выключатели среднего напряжения

Типы автоматических выключателей не заканчиваются. В этой классификации есть еще один вид схем.Автоматические выключатели среднего напряжения, которые обрабатывают напряжение от 1.000 до 72.000 Вольт и устанавливаются для внутреннего и наружного применения. В системах внутри помещений в течение длительного времени для разрыва дуги использовался воздух, но постепенно при падении напряжения ниже 40 500 вольт они переходят на вакуумные выключатели. Трансформаторы тока обнаруживают ток, протекающий по цепям, и отключают цепи с помощью переключателя с электрическим управлением. Защитные реле отслеживают опасные аномалии существующего тока.

Отметим лишь некоторые другие типы автоматических выключателей.

Типы автоматических выключателей в зависимости от типа внешнего исполнения:

Автоматические выключатели делятся на два типа в зависимости от их физической конструкции:

Мертвый резервуар Тип : переключающее оборудование расположено в емкости с базовым потенциалом, окружено экранирующей средой и прерывателями. Эти типы автоматических выключателей широко используются в США.

Живой резервуар Тип : переключающее оборудование расположено с максимальным потенциалом в емкости и окружено экранирующей средой и прерывателями.Эти типы автоматических выключателей обычно используются в странах Европы и Азии.

Прямо здесь мы упоминаем различные типы автоматических выключателей, такие как высоковольтные, низковольтные, воздушные, масляные и т. Д. Если вы хотите изучить более подробную информацию и дополнительную информацию о типах автоматических выключателей, зарегистрируйтесь в Linquip. Тогда свяжитесь с нами; мы предоставим вам лучшие ответы.

— Объявление —

Типы автоматических выключателей: работа, преимущества и недостатки

В мире электротехники и электроники часто случаются неудачи.Это приведет к серьезным повреждениям зданий, офисов, домов, школ, промышленных предприятий и т. Д. Неверно доверять напряжению и току, хотя меры безопасности приняты. Как только автоматические выключатели установлены, они будут контролировать резкое повышение напряжения и тока. Поможет от любой аварии. Автоматические выключатели — это сердце электрической системы. Существуют различные типы автоматических выключателей, в которых они устанавливаются в зависимости от номинальной мощности системы. В доме используются разные типы автоматических выключателей, а в промышленности — другой тип автоматических выключателей.Давайте подробно обсудим различные типы автоматических выключателей и их важность.

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель — это переключающее устройство, которое может работать автоматически или вручную для защиты и управления системой электроснабжения. В современной энергосистеме конструкция автоматического выключателя была изменена в зависимости от больших токов и предотвращения возникновения дуги во время работы.

Электроэнергия, которая поступает в дома, офисы, школы, предприятия или любые другие места из распределительных сетей, образует большую цепь.Линии, которые подключены к электростанции, образующие на одном конце, называются горячим проводом, а другие линии, соединяющиеся с землей, образуют другой конец. Когда электрический заряд протекает между этими двумя линиями, между ними возникает потенциал. Для всей цепи соединение нагрузок (приборов) обеспечивает сопротивление потоку заряда, и вся электрическая система внутри дома или промышленных предприятий будет работать без сбоев.

Они работают без сбоев, пока приборы обладают достаточным сопротивлением и не вызывают перегрузки по току или напряжению.Причины нагрева проводов — это слишком большой заряд, протекающий по цепи, короткое замыкание или внезапное подключение горячего конца провода к заземляющему проводу, что приведет к нагреву проводов и возникновению пожара. Автоматический выключатель предотвратит такие ситуации, которые просто отключат оставшуюся цепь.

Основные виды работы автоматических выключателей

Что ж, мы знаем, что такое автоматический выключатель . Теперь в этом разделе объясняется принцип работы автоматического выключателя .

Как инженер-электрик, очень важно знать работу этого устройства, не только инженер, но и все люди, работающие в этой области, они должны знать об этом. Устройство включает пару электродов, один из которых статический, а другой подвижный. Когда два контакта входят в контакт, цепь замыкается, а когда эти контакты не вместе, цепь переходит в закрытое состояние. Эта операция зависит от необходимости рабочего, должна ли схема находиться в состоянии ОТКРЫТО или ЗАКРЫТО на начальной фазе.

Условие 1: Предположим, что устройство замкнуто на первом этапе, чтобы создать цепь, когда происходит какое-либо повреждение или когда рабочий думает ОТКРЫТЬ, тогда логический индикатор активирует реле отключения, которое отключает оба контакта, обеспечивая движение к подвижной катушке, удаленной от постоянной катушки.

Эта операция кажется такой простой и легкой, но реальная сложность заключается в том, что, когда пара контактов далеко друг от друга, между парой контактов будет огромное временное изменение потенциала, что облегчает переход большого электрона с высокого на низкий потенциал. .В то время как этот временный зазор между контактами действует как диэлектрик для перехода электронов от одного электрода к другому.

Когда изменение потенциала превышает силу диэлектрической прочности, электроны перемещаются от одного электрода к другому. Это ионизирует диэлектрическую моду, которая может привести к возникновению сильного воспламенения между электродами. Это зажигание обозначается как ARC . Даже это возгорание сохраняется в течение нескольких микросекунд, оно сохраняет способность повредить все устройство прерывателя, вызывая повреждение всего оборудования и корпуса.Чтобы исключить такое возгорание, необходимо заранее устранить диэлектрическую проницаемость между двумя электродами, чтобы не повредить цепь.

Явление дуги

Во время работы автоматических выключателей дуга — это та дуга, которую необходимо четко наблюдать. Итак, явление дуги в автоматических выключателях имеет место во время неисправных случаев. Например, когда через контакты проходит сильный ток до того, как произойдет защитное наступление и инициирует контакты.

В момент, когда контакты находятся в состоянии ОТКРЫТО, площадь контакта быстро уменьшается и происходит увеличение плотности тока из-за большого тока SC. Это явление приводит к повышению температуры, и этого тепловыделения достаточно для ионизации среды прерывания. Ионизированная среда выполняет роль проводника и дуги между контактами. Дуга создает путь минимального сопротивления для контактов, и в течение всего времени существования дуги будет протекать большой ток.Это условие нарушает работу автоматического выключателя.

Почему возникает дуга?

Прежде чем узнать о приближении прекращения дуги, давайте оценим параметры, которые ответственны за возникновение дуги. Причины:

Изменение потенциала, которое существует между контактами
Ионизированные частицы, находящиеся между контактами

Этого изменения потенциала между контактами достаточно для существования дуги, поскольку расстояние между контактами составляет минимальный.Кроме того, ионизирующая среда сохраняет способность сохранять дугу.

Это причины для поколения arc .

Классификация автоматических выключателей

Различные типы высоковольтных автоматических выключателей включают следующие:

Воздушный автоматический выключатель
SF6 Автоматический выключатель
Вакуумный автоматический выключатель
Масляный автоматический выключатель
Типы воздушного автоматического выключателя

Воздушный автоматический выключатель

Этот автоматический выключатель работает в воздухе; закалочная среда — дуга при атмосферном давлении.Во многих странах воздушный выключатель заменяется масляным выключателем. О масляном выключателе мы поговорим позже в статье. Таким образом, ACB по-прежнему является предпочтительным выбором для использования воздушного выключателя до 15 кВ. Это потому что; масляный автоматический выключатель может загореться при работе от 15 В.

Пневматический автоматический выключатель

Пневматический выключатель
Пневматический выключатель

Пневматический автоматический выключатель

Пневматический автоматический выключатель также называется перфорированным автоматическим выключателем.При этом автоматический выключатель снабжен камерой, окружающей контакты. Эта камера известна как дугогасительная камера.

Эта дуга предназначена для того, чтобы в нее врезаться. В достижении охлаждения воздушного выключателя поможет дугогасительная камера. Из огнеупорного материала делают дугогасительную камеру. Внутренние стенки дугогасительной камеры имеют такую форму, чтобы дуга не возникала близко друг к другу. Он войдет в канал обмотки, спроектированный на стенке дугогасительной камеры.

Дугогасительная камера будет иметь много маленьких отсеков и много отделений, которые представляют собой металлические разделенные пластины.Здесь каждое из небольших отсеков действует как мини-дугогасительная камера, а металлическая разделительная пластина действует как дугоделители. Все напряжения дуги будут выше, чем напряжение системы, когда дуга разделится на серию дуг. Это предпочтительно только для приложений с низким напряжением.

Автоматический выключатель Airblast

Автоматический выключатель Airblast используется для системного напряжения 245 кВ, 420 кВ и более. Пневматические выключатели бывают двух типов:

Пневматические выключатели
Осевые дробеструйные аппараты со скользящим подвижным контактом.

Осевой взрыватель

В аксиальном дробилке подвижный контакт осевого взрывателя будет находиться в контакте. Отверстие форсунки прикреплено к контакту прерывателя в нормально замкнутом состоянии. Неисправность возникает, когда в камеру вводится высокое давление. Напряжения достаточно для поддержания потока воздуха под высоким давлением через отверстие сопла.

Преимущества химического стакана с воздушным контуром

Он используется там, где требуется частая работа из-за меньшей энергии дуги.
Без риска возгорания.
Маленький размер.
Требует меньше обслуживания.
Гашение дуги происходит намного быстрее
Скорость автоматического выключателя намного выше.
Продолжительность дуги одинакова для всех значений тока.

Недостатки воздушного выключателя

Требуется дополнительное обслуживание.
Воздух имеет относительно более низкие свойства гашения дуги
Он содержит воздушный компрессор большой мощности.
Из места соединения воздуховодов может возникнуть утечка давления воздуха.
Существует вероятность быстрого увеличения тока повторного зажигания и прерывания напряжения.

Применение и использование воздушного выключателя

Он используется для защиты установок, электрических машин, трансформаторов, конденсаторов и генераторов
Воздушный выключатель также используется в системе распределения электроэнергии и заземление около 15 кВ
Также используется в приложениях с низким и высоким током и напряжением.

SF6 Автоматический выключатель

В выключателе SF6 токоведущие контакты работают в газообразном гексафториде серы, известном как выключатель SF6. Это отличные изоляционные свойства и высокая электроотрицательность. Можно понять это, высокое сродство к поглощению свободных электронов. Отрицательный ион образуется при столкновении свободного электрона с молекулой газа SF6; он поглощается этой молекулой газа. Два разных способа присоединения электрона к молекулам газа SF6:

SF6 + e = SF6
SF6 + e = SF5- + F

Образующиеся отрицательные ионы будут намного тяжелее свободных электронов.Следовательно, по сравнению с другими обычными газами общая подвижность заряженных частиц в газе SF6 намного меньше. Подвижность заряженных частиц в основном отвечает за прохождение тока через газ. Следовательно, для более тяжелых и менее подвижных заряженных частиц в газе SF6 он приобретает очень высокую диэлектрическую прочность. У этого газа хорошие свойства теплопередачи из-за низкой газовой вязкости. SF6 в 100 раз более эффективен для гашения дуги, чем воздушный выключатель. Он используется в системах электроснабжения как среднего, так и высокого напряжения от 33 кВ до 800 кВ.

Типы автоматических выключателей в SF6

Одинарный выключатель SF6 автоматический выключатель до 220
Два выключателя SF6 автоматический выключатель до 400
Четыре выключателя SF6 автоматический выключатель до 715 В

Вакуумная цепь Выключатель

Вакуумный выключатель — это цепь, в которой для гашения дуги используется вакуум. Он имеет характер восстановления диэлектрика, отличное прерывание и может отключать высокочастотный ток, возникающий из-за нестабильности дуги, наложенной на ток сетевой частоты.

Принцип работы VCB будет иметь два контакта, называемых электродами, которые останутся замкнутыми при нормальных рабочих условиях. Предположим, что при возникновении неисправности в какой-либо части системы на катушку отключения автоматического выключателя подается напряжение, и, наконец, контакт разъединяется.

Моментные контакты выключателя размыкаются в вакууме, т. Е. От 10-7 до 10-5 Торр, дуга образуется между контактами за счет ионизации паров металлов контактов. Здесь дуга быстро гаснет, это происходит потому, что электроны, пары металлов и ионы, образующиеся во время дуги, быстро конденсируются на поверхности контактов выключателя, что приводит к быстрому восстановлению диэлектрической прочности.

Преимущества

VCB надежны, компактны и имеют длительный срок службы
Они могут отключать любой ток повреждения.
Пожароопасности не будет.
Не возникает шума
Обладает более высокой диэлектрической прочностью.
Требуется меньше энергии для управления.

Масляный автоматический выключатель

В этой схеме используется масло выключателя, но предпочтительнее минеральное масло. Он лучше изолирует свойства, чем воздух. Подвижный и неподвижный контакты погружены в изолирующее масло.Когда происходит разделение тока, то несущие контакты в масле, дуга в автоматическом выключателе инициируется в момент разъединения контактов, и из-за этого дуга в масле испаряется и разлагается в газообразном водороде и, наконец, создает пузырек водорода вокруг дуги.

Этот сильно сжатый газовый пузырь вокруг дуги предотвращает повторное зажигание дуги после того, как ток достигнет нулевого пересечения цикла. OCB — самый старый тип автоматического выключателя.

Различные типы автоматических выключателей в масле Тип

Масляный автоматический выключатель
Минимальный масляный автоматический выключатель

Масляный автоматический выключатель (BOCB)

В BOCB масло используется для дуги гасящей среды, а также для изоляционная среда между заземляющими частями выключателя и токоведущими контактами.Используется то же трансформаторное изоляционное масло.

Принцип работы BOCB гласит, что при разделении токоведущих контактов в масле между разделенными контактами возникает дуга. Возникшая дуга образует быстро растущий газовый пузырь вокруг дуги. Подвижные контакты отойдут от неподвижного контакта дуги, что приведет к увеличению сопротивления дуги. Здесь повышенное сопротивление вызовет снижение температуры. Следовательно, уменьшенное образование газов окружает дугу.

Когда ток проходит через нулевое значение, происходит гашение дуги в BOCB. В полностью герметичном сосуде пузырек газа заключен внутри масла. Масло будет окружать пузырек под высоким давлением, в результате чего вокруг дуги образуется сильно сжатый газ. При повышении давления также увеличивается деионизация газа, что приводит к гашению дуги. Газообразный водород помогает охлаждать гашение дуги в масляном выключателе.

Преимущества

Хорошие охлаждающие свойства из-за разложения
Масло имеет высокую диэлектрическую прочность
Оно действует как изолятор между землей и токоведущими частями.
Используемое здесь масло будет поглощать энергию дуги при разложении

Недостатки

Не допускает высокой скорости прерывания
Это требует длительного времени дуги.

Прерыватель цепи с минимальным содержанием масла

Это прерыватель цепи, в котором в качестве прерывающей среды используется масло. Автоматический выключатель с минимальным содержанием масла помещает прерыватель в изолирующую камеру под напряжением. Но в камере прерывания есть изоляционный материал.Он требует меньшего количества масла, поэтому его называют автоматическим выключателем с минимальным количеством масла.

Преимущества

Требуется меньше обслуживания.
Подходит как для автоматического, так и для ручного режима.
Требуется меньше места
Стоимость отключающей способности в МВА также меньше.

Недостатки

Масло портится из-за карбонизации.
Существует вероятность взрыва и возгорания.
Поскольку в нем меньше масла, карбонизация увеличивается.
Очень сложно удалить газы из пространства между контактами.

Кроме того, автоматические выключатели классифицируются на основе различных типов, а именно:

На основе класса напряжения

Первоначальная категоризация автоматических выключателей зависит от используемого функционального напряжения. В основном существует два типа автоматических выключателей на основе напряжения, а именно:

Высокое напряжение — для применения при уровнях напряжения более 1000 В.Далее они делятся на устройства 75 кВ и 123 кВ.
Низкое напряжение — Будет реализовано при уровнях напряжения ниже 1000 В

В зависимости от типа установки

Эти устройства также подразделяются в зависимости от места установки, что означает закрытые или открытые помещения. Как правило, они работают при очень высоком уровне напряжения. Закрытые автоматические выключатели предназначены для использования внутри здания или в тех, которые имеют непроницаемые для погодных условий составы.Ключевое различие между этими двумя типами — это конструкции и компаунды сальника, тогда как внутренняя конструкция, такая как текущее удерживающее оборудование и функциональность, почти аналогична.

В зависимости от типа внешней конструкции

В зависимости от физической конструкции автоматические выключатели снова бывают двух типов:

Dead Tank Type — здесь коммутационное оборудование расположено в емкости с базовым потенциалом, а это окружен защитной средой и прерывателями.В основном они используются в штатах США.

Живой резервуар Тип — здесь коммутационное оборудование находится в емкости с максимальным потенциалом, и оно окружено экранирующей средой и прерывателями. В основном они используются в Европе и странах Азии.

В зависимости от типа отключающей среды

Это важнейшая категоризация автоматических выключателей. Здесь устройства классифицируются в зависимости от способа разрушения дуги и среды прерывания.В целом, оба эти параметра выступали в качестве решающих параметров при конструировании автоматических выключателей, и они определили другие конструктивные факторы. В качестве среды прерывания чаще всего используются масло и воздух. Кроме них, существуют также гексафторид серы и вакуум, выступающие в качестве среды прерывания. Эти два наиболее часто используются в наши дни.

Автоматические выключатели постоянного тока высокого напряжения

Это переключающее устройство, препятствующее общему протеканию тока в цепи. Когда происходит какое-либо повреждение, возникает расстояние между механическими контактами в устройстве, и поэтому автоматический выключатель переходит в ОТКРЫТОЕ состояние.Здесь отключение цепи несколько усложняется, поскольку ток является только однонаправленным и не имеет нулевого тока. Важнейшее использование этого устройства — препятствовать высокому напряжению постоянного тока в цепи. В то время как цепь переменного тока плавно препятствует возникновению дуги при нулевом токе, потому что рассеивание энергии почти равно нулю. Контактное расстояние должно восстановить диэлектрическую способность, чтобы выдержать временный уровень восстановления напряжения.

В случае устройств отключения цепи постоянного тока проблема усложняется, поскольку волна постоянного тока не будет иметь нулевых токов.А обязательная преграда дуги приводит к развитию огромных переходных уровней восстанавливающегося напряжения и повторных зажиганий без преграды дуги и вызывает окончательное повреждение механических контактов. При конструировании устройства HVDC в основном решались три проблемы, а именно:

Препятствие для повторного зажигания дуги
Отсутствие накопленной энергии
Генерация искусственного нулевого тока

Стандартные автоматические выключатели

Эти устройства критически соблюдают функциональность устройства.Эти стандартные автоматические выключатели бывают однополюсными и двухполюсными.

Однополюсные автоматические выключатели

Эти устройства обладают характеристиками

В основном используются в домашних условиях
Защитные устройства с одним проводом под напряжением
Они подают почти 120 В напряжения в цепь
Они обладают способностью управлять током 15 А. до 30 ампер
Однополюсные выключатели бывают трех разновидностей: полноразмерные (с шириной 1 дюйм), половинные (с шириной в полдюйма) и сдвоенные (с шириной в один дюйм, состоящие из двух переключает и управляет парой цепей).

Двухполюсные автоматические выключатели

Эти устройства обладают характеристиками

Они подают напряжение на схему почти 120/240 В
Они обладают способностью управлять от 15 до 30 ампер
В основном используются в крупных приложениях например, нагреватели и сушилки
Защищает два провода под напряжением

В этой статье кратко обсуждаются различные типы автоматических выключателей, например, воздушный выключатель, элегазовый выключатель, вакуумный автоматический выключатель и масляный выключатель. понять основную концепцию этих автоматических выключателей.Обсуждается и их подразделение, а также достоинства и недостатки. Мы очень четко обсудили каждую концепцию. Если вы не поняли ни одну из тем или чувствуете, что какая-либо информация отсутствует, или для реализации каких-либо электрических проектов для студентов инженерных специальностей, пожалуйста, не стесняйтесь оставлять комментарии в разделе ниже.