Công tắc - mục đích, loại, thiết bị, nguyên tắc hoạt động

Công tắc dao là thiết bị điều khiển thủ công đơn giản nhất được sử dụng trong mạch điện xoay chiều ở điện áp lên đến 660 V và dòng điện một chiều ở điện áp lên đến 440 V.

Công tắc dao và công tắc cho dòng điện từ 100 đến 1000 A được sử dụng trong thiết bị đóng cắt lắp đặt điện và được sử dụng để đóng và mở mạch điện không tự động.

Ngoài thiết bị chuyển mạch, thiết bị chuyển mạch thủ công bao gồm các gói công tắc và công tắc, chìa khóa vạn năng, điều khiển. Các thiết bị này được sử dụng để bật và tắt và công tắc được sử dụng để chuyển mạch điện AC và DC ở mức tải định mức.

Dung tải

Tất cả các công tắc và công tắc cho phép hoạt động liên tục ở nhiệt độ môi trường không cao hơn 40

OS và sạc dòng điện AC hoặc DC định mức của chúng.

phân loại

Chìa khóa và công tắc dao được phân loại theo các tiêu chí sau:

1) theo giá trị của dòng điện danh nghĩa — 100; 200; 400; 600; 1000A;

2) theo số lượng cực - một cực, hai cực, ba cực:

3) khỏi sự hiện diện của các tiếp điểm bị đứt — với các tiếp điểm bị hỏng, mà không có các tiếp điểm bị đứt.

Bất kể sự hiện diện của các tiếp điểm ngắt, các bộ ngắt mạch và công tắc giống nhau đều phù hợp cho hoạt động của dòng điện một chiều và xoay chiều. Nhưng do các điều kiện dập tắt hồ quang của dòng điện một chiều kém hơn, các công tắc dao và công tắc không ngắt tiếp điểm trong các mạng điện một chiều chỉ được sử dụng làm bộ ngắt kết nối;

4) bằng phương pháp điều khiển - với điều khiển trực tiếp để lắp đặt ở mặt trước của thiết bị đóng cắt, với điều khiển từ xa để lắp đặt ở mặt sau của thiết bị đóng cắt;

5) bằng phương pháp kết nối dây — với kết nối phía trước của dây, với kết nối phía sau của dây.

Theo số lượng cực, bộ ngắt mạch được chia thành một, hai cực và ba cực, theo loại dòng điện điều khiển mà chúng đến từ tay cầm trung tâm và bên cạnh, theo phương thức kết nối - từ phía trước và phía sau của thiết bị.

Chìa khóa và công tắc dao được sản xuất theo các phiên bản đơn, đôi và ba cực với bộ truyền động trung tâm hoặc đòn bẩy cho hệ thống dây điện phía trước hoặc phía sau. Các công tắc có tay cầm trung tâm đóng vai trò như một bộ ngắt kết nối, nghĩa là chúng ngắt kết nối các mạch điện đã ngắt kết nối trước đó và với tay cầm bên và ổ đĩa đòn bẩy, chúng ngắt kết nối các mạch dưới tải.

Nguyên lý hoạt động của bộ ngắt mạch

Công tắc (công tắc) là một thiết bị điện vận hành bằng tay được thiết kế để chuyển mạch điện.

Hiện nay, các công tắc dao và công tắc kiểu vòi phổ biến nhất cho dòng điện từ 100 A trở lên được thực hiện theo nguyên tắc tiếp xúc tuyến tính của tiếp điểm động (dao) với ray tiếp xúc cố định. Tiếp điểm tuyến tính cung cấp điện trở tiếp xúc thấp, ngắt dòng điện lớn và độ tin cậy khi vận hành.

Trong bộ lễ phục. 1 cho thấy nguyên tắc tiếp xúc tuyến tính. Cực tiếp xúc cố định 1 thẳng hàng với dao tiếp xúc di động 2, bao gồm hai dải có phần nhô ra hình trụ 3, giúp tiếp xúc với cực dọc theo đường dây. Các đầu của dải dao được bao phủ bởi một lò xo phẳng 4.

Cơm. 1. Liên hệ đường dây

Một cái nhìn chung về một công tắc lưỡng cực được hiển thị trong hình. 2.

Cơm. 2. Công tắc hai cực

Mỗi cực của bộ ngắt mạch bao gồm một thanh tiếp xúc 1 với hai hàm, giữa đó có một lưỡi tiếp xúc 2, quay trên trục 3, được cố định ở hàm dưới 4. Các lưỡi tiếp xúc được kết nối chắc chắn với thanh trượt cách điện 5, trên đó cố định một tay cầm cách điện 6.

Các quá trình xảy ra khi bộ ngắt mạch mở

Mở mạch bằng công tắc gây ra sự thay đổi dòng điện, tạo thành một điện trường giữa các tiếp điểm cố định và chuyển động. Cường độ của trường này tỷ lệ thuận với điện áp đường dây và tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa các tiếp điểm.

Tại thời điểm đầu tiên khi tắt công tắc, khi khoảng cách giữa các điểm tiếp xúc nhỏ, cường độ điện trường có thể đạt đến giá trị cỡ vài nghìn hoặc thậm chí hàng chục nghìn vôn trên mỗi centimet, điều này tự nhiên gây ra sự ion hóa của một lỗ hổng không khí.

Cơm. 3. Lực tác dụng lên hồ quang khi ngắt cầu dao

Với mức độ ion hóa vừa đủ, sự phá vỡ khe hở không khí sẽ xảy ra và một hồ quang điện được hình thành… Với dòng điện một chiều, thời gian xảy ra hồ quang nhanh hơn so với dòng điện xoay chiều nên sẽ tồn tại lâu hơn, như trường hợp sau, khi dòng điện đi qua giá trị bằng không trong mỗi nửa chu kỳ thì hồ quang bị dập tắt trong một khoảng thời gian rất ngắn.

Hơn nữa, người ta thấy rằng hồ quang dập tắt càng nhanh thì dòng điện ngắt càng cao và lưỡi cắt càng ngắn. Về mặt vật lý, điều này được giải thích là do ở dòng điện lớn cần phải tắt, lực tương tác giữa dòng điện chạy trong các bộ phận mang dòng điện của công tắc và từ trường của hồ quang sẽ đẩy nhanh chuyển động của nó trong không khí và quá trình khử ion .

Vòng cung sẽ chịu lực kéo càng lớn, lưỡi dao càng ngắn, vì trong trường hợp này cường độ của từ trường tác dụng lên vòng cung tăng lên.

Khi ngắt dòng điện từ 75 A trở xuống, các lực tác động lên hồ quang là không đáng kể và do đó, phần mở rộng hồ quang nhanh nhất có thể là điều tối quan trọng. Các dòng điện này (75 A trở xuống) bị gián đoạn bởi các công tắc (công tắc) trong 100 - 400 A, do đó, ngoài các dao chính, còn có một ngắt (dao mô-men xoắn) cung cấp đủ tốc độ để tắt công tắc , bất kể tốc độ của tay người vận hành và bảo vệ các tiếp điểm chính khỏi tác động phá hoại của hồ quang.

Dao mô-men xoắn được làm bằng thiết kế nhẹ, vì chúng được sạc trong thời gian ngắn - chỉ trong quá trình tắt máy. Công tắc dao và công tắc cho dòng điện 600 A trở lên được sản xuất không có dao mô-men xoắn.

Giải mã ký hiệu công tắc dao

Ký hiệu chữ cái của bộ ngắt mạch: P — công tắc; P — công tắc; chữ cái thứ hai - P - kết nối phía trước của dây; B — có tay cầm bên; Ts — với kết nối trung tâm. Các số cho biết: số đầu tiên (1, 2 và 3) là số cực, số thứ hai là dòng định mức (1 — 100 A, 2 — 250 A, 4 — 400 A và 6 — 600 A).

Dao và tay cầm bên và cờ lê hoạt động bằng đòn bẩy được sản xuất có và không có máng trượt hồ quang. Cờ lê dao có tay cầm trung tâm được sản xuất không có buồng dập hồ quang với các tiếp điểm chặn tia lửa. Độ kín của bề mặt tiếp xúc của dao và hàm được đảm bảo nhờ đặc tính lò xo của vật liệu làm hàm (đối với công tắc lên đến 100 A) và do lò xo thép (đối với công tắc trên 200 A).

Để bảo vệ các cánh quạt không bị nóng chảy hồ quang trong quá trình ngắt, người ta sử dụng các bộ ngắt mạch dòng điện cao với các tiếp điểm dập tắt tia lửa điện hoặc hồ quang điện. Các tiếp điểm dập lửa mà dao được trang bị, khi tắt, sẽ di chuyển ra khỏi hàm dưới tác động của lò xo của chúng, bất kể tốc độ của tay cầm và hoạt động của công tắc.

Các điểm tiếp xúc hồ quang của bộ ngắt mạch được đặt ở ngoài trời hoặc bên trong buồng hồ quang. Chúng dùng để đảm bảo dập tắt nhanh hồ quang điện và ngăn chặn sự truyền của nó sang các cấu trúc phân phối dẫn điện hoặc nối đất liền kề.. Công tắc phím có thiết kế giống như công tắc và được sử dụng để chuyển mạch điện.

Trong một số thiết kế, bộ ngắt mạch được kết hợp với cầu chì hoặc cầu chì được sử dụng làm dao. Thiết kế như vậy, cho phép thực hiện các chức năng chuyển mạch và bảo vệ, được gọi là cầu chì (FBB).

Để đảm bảo an toàn cho nhân viên vận hành, các công tắc được đặt trong vỏ bảo vệ bằng kim loại

Bộ ngắt mạch-ngắt kết nối BP

Bộ ngắt mạch (công tắc dao) VR32-31, VR32-35, VR32-37, VR32-39 được thiết kế để bật, bật và ngắt dòng điện xoay chiều có điện áp danh định lên đến 660 V, tần số danh định 50 và 60 Hz và dòng điện một chiều có điện áp danh định lên đến 440V trong các thiết bị phân phối điện.

Công tắc ba cực một chiều BP-32 có tay cầm bên

Cầu dao ba cực hai chiều tay cầm bên BP-32

Phân loại cầu dao ngắt kết nối BP:

Theo mức độ bảo vệ của tay cầm: IP00, IP32.

Bởi sự hiện diện của các liên hệ phụ trợ: không có liên hệ phụ trợ; với các tiếp điểm phụ.

Theo loại tay cầm ổ đĩa thủ công: không có tay cầm; tay cầm phụ; tay cầm lệch trước; tay cầm lệch bên.

Theo vị trí của mặt phẳng kết nối của các kẹp bên ngoài của dây tiếp xúc: 1 — song song với mặt phẳng lắp đặt; 2 — vuông góc với mặt phẳng lắp đặt; 3 — kết hợp: đầu vào song song, đầu ra vuông góc với mặt phẳng lắp; 4 — kết hợp: đầu vào vuông góc, đầu ra song song với mặt phẳng lắp.

Theo số cực và số hướng: công tắc-ngắt kết nối một cực, biển báo một đường; công tắc ngắt kết nối hai cực cho một hướng; công tắc ngắt kết nối một chiều ba cực; công tắc ngắt kết nối một cực cho hai hướng; công tắc ngắt kết nối hai cực cho hai hướng; công tắc-ngắt kết nối ba cực cho hai hướng.

Các đặc tính kỹ thuật chính của cầu dao VR-32:

điện áp hoạt động định mức cho mạch chính:

Dòng điện xoay chiều:

380, 660V.

dòng điện một chiều:

220, 440V

dòng nhiệt không khí tự do thông thường (Jth)

100, 250, 400 và 630 A

dòng điện vỏ bọc nhiệt thông thường (Jth)

80, 200, 315 và 500A.

tần số định mức AC

50 và 60Hz

độ bền cơ học

đối với dòng điện 100 và 250 A:

25000 chu kỳ «VO»

đối với dòng điện 400 và 630 A:

16000 chu kỳ «IN»

Công suất tiêu thụ của thiết bị trên mỗi cực

BP32-31

3 watt

BP32-35

15 watt

BP32-37

35 watt

BP32-39

60 watt

Khối cầu chì - cầu dao

Để giảm kích thước tổng thể của thiết bị đóng cắt, các khối cầu chì (BPV) được sản xuất, giúp ngắt kết nối dòng điện định mức và bảo vệ mạch khỏi quá tải dòng điện và ngắn mạch. Trong BVP, khi tay cầm được xoay, thanh ngang với cầu chì được đặt trên nó sẽ di chuyển và các tiếp điểm của thiết bị sẽ mở ra.

Sự có mặt của hai điểm ngắt trên mỗi cực đảm bảo ngắt dòng điện định mức lên đến 350 A với U xoay chiều lên đến 550 V. Để ngắt dòng điện một chiều định mức 350 A ở U lên đến 440 V, các điểm ngắt được cung cấp bằng mạng hồ quang.

Chỉ có thể trích xuất hộp mực có chèn bị cháy ở vị trí tắt của BPV sau khi nhả chốt đặc biệt. Độ bền điện của thiết bị 2500, cơ 500 chu kỳ.

Thông tin cài đặt

Công tắc khi tải phải được lắp đặt ở vị trí thẳng đứng. Thanh cái và dây điện phải được kết nối với các tiếp điểm cố định của công tắc, nghĩa là để khi tắt công tắc, các cánh chuyển động của nó không được cấp điện.

Thanh cái và dây dẫn nối với cầu dao phải có tiết diện tương ứng với dòng điện định mức của cầu dao và được gia cố sao cho tải trọng cơ học từ chúng không truyền đến các đầu cực.Thanh cái và dây điện phải được siết chặt trong các đầu nối của bộ ngắt mạch để đảm bảo tiếp xúc chắc chắn và tránh quá nhiệt cho thiết bị sau.

Khi kết nối các thanh cái và dây điện, các đai ốc tiếp xúc của công tắc và công tắc lưỡi cắt phải được siết chặt một cách trơn tru mà không được kéo ra. Trong trường hợp này, sau lần siết đầu tiên, đai ốc phải được nới lỏng và sau đó siết chặt lại một cách trơn tru cho đến khi hỏng.

Các đai ốc phải được vặn mà không bị kẹt; nên bôi trơn các sợi chỉ của chúng bằng dầu bôi trơn kỹ thuật.

Bề mặt của các lưỡi tiếp xúc của công tắc lưỡi phải được bôi trơn bằng một lớp dầu thầu dầu nhỏ để tránh chúng dính vào giá đỡ tiếp xúc. Khi làm sạch, dầu mỡ đặc từ dao và công tắc được loại bỏ bằng xăng sạch.

Các bộ phận không dẫn điện bằng kim loại của công tắc hoạt động bằng đòn bẩy được gắn ở mặt trước của tấm chắn phải được nối đất.