cầu dao

Bộ ngắt mạch hoạt động như thế nào

Công tắc tự động (công tắc, cầu dao) là thiết bị chuyển mạch điện được thiết kế để dẫn dòng điện trong mạch ở chế độ bình thường và để tự động bảo vệ mạng và thiết bị điện khỏi các chế độ khẩn cấp (dòng ngắn mạch, dòng quá tải, giảm hoặc biến mất điện áp, thay đổi hướng) của dòng điện, sự xuất hiện của từ trường của các máy phát điện mạnh trong điều kiện khẩn cấp, v.v.), cũng như đối với dòng điện định mức không thường xuyên đi lại (6-30 lần một ngày).

Do tính đơn giản, tiện lợi, an toàn bảo trì và độ tin cậy của bảo vệ chống dòng điện ngắn mạch, các thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống lắp đặt điện công suất thấp và cao.

Bộ ngắt mạch là thiết bị chuyển mạch thủ công, nhưng nhiều loại có ổ đĩa động cơ điện hoặc điện từ, giúp chúng có thể vận hành chúng từ xa.

nguyên lý hoạt động

Các máy thường được tắt thủ công (bằng ổ đĩa hoặc điều khiển từ xa) và trong trường hợp vi phạm hoạt động bình thường (xảy ra quá dòng hoặc giảm điện áp) - tự động.Trong trường hợp này, mỗi máy được cung cấp bộ nhả quá áp và ở một số loại có bộ nhả thấp áp.

Theo các chức năng bảo vệ được thực hiện, bộ ngắt mạch được chia thành các máy tự động: quá dòng, thấp áp và đảo ngược công suất.

Bộ ngắt mạch được sử dụng để tự động mở mạch điện khi dòng điện ngắn mạch và quá tải xảy ra trong đó vượt quá giới hạn đã đặt. Bằng cách thay thế công tắc và cầu chì, chúng cung cấp khả năng bảo vệ chọn lọc và đáng tin cậy hơn trong các điều kiện bất thường.

Nếu điều kiện môi trường khác với bình thường (độ ẩm không khí cao hơn 85% và chứa tạp chất của hơi độc hại), thì nên đặt bộ ngắt mạch trong hộp và tủ có kết cấu chống bụi và chống hóa chất.

phân loại

Bộ ngắt mạch được chia thành:

• bộ ngắt mạch lắp đặt có vỏ cách điện (nhựa) bảo vệ và có thể lắp đặt ở những nơi công cộng;

• phổ quát - chúng không có vỏ như vậy và được thiết kế để lắp đặt trong các thiết bị phân phối;

• hành động nhanh chóng (thời gian phản ứng của chính nó không vượt quá 5 ms);

• chậm (từ 10 đến 100 ms);

Tốc độ được cung cấp bởi chính nguyên lý hoạt động (điện từ phân cực hoặc nguyên lý động lực cảm ứng, v.v.), cũng như bởi các điều kiện để dập tắt nhanh hồ quang điện. Một nguyên tắc tương tự được sử dụng trong các máy giới hạn hiện tại;

• thời gian đáp ứng có thể điều chỉnh có chọn lọc trong vùng có dòng điện ngắn mạch;

• bộ ngắt mạch với dòng điện ngược chỉ được kích hoạt khi hướng của dòng điện trong mạch được bảo vệ thay đổi;

• Máy tự động phân cực chỉ tắt mạch khi dòng điện tăng theo hướng thuận, không phân cực - với bất kỳ hướng nào của dòng điện.

Thiết kế

Các đặc điểm thiết kế và nguyên tắc hoạt động của máy được xác định bởi mục đích và phạm vi của nó.

Việc bật và tắt máy có thể được thực hiện thủ công, bằng động cơ điện hoặc truyền động điện từ.

Truyền động thủ công được sử dụng cho dòng điện định mức lên đến 1000 A và cung cấp khả năng chuyển đổi cuối cùng được đảm bảo, bất kể tốc độ di chuyển của tay cầm đóng (người vận hành phải thực hiện thao tác chuyển đổi một cách dứt khoát: bắt đầu - đưa nó về cuối).

Truyền động điện từ và động cơ điện được cung cấp bởi các nguồn điện áp. Mạch điều khiển của biến tần phải có bảo vệ chống đoản mạch lặp đi lặp lại, đồng thời quá trình bật máy đến dòng ngắn mạch giới hạn phải dừng ở điện áp nguồn 85-110% danh định.

Trong trường hợp có dòng điện quá tải và ngắn mạch, cầu dao sẽ ngắt bất kể tay cầm điều khiển có được giữ ở vị trí đóng hay không.

Một bộ phận quan trọng của máy là bộ nhả, điều khiển tham số đã đặt của mạch được bảo vệ và tác động lên thiết bị ngắt, giúp ngắt bộ ngắt mạch. Ngoài ra, bản phát hành cho phép tắt máy từ xa. Các phiên bản phổ biến nhất là các loại sau:

• điện từ để bảo vệ chống dòng điện ngắn mạch;

• nhiệt để bảo vệ quá tải;

• kết hợp;

• chất bán dẫn với độ ổn định cao của các tham số đáp ứng và dễ dàng điều chỉnh.

Bộ ngắt mạch không có cơ cấu nhả có thể được sử dụng để đóng cắt mạch điện không có dòng điện hoặc để đóng ngắt dòng điện định mức không thường xuyên.

Hàng loạt bộ ngắt mạch do ngành sản xuất được thiết kế để sử dụng ở các vùng khí hậu khác nhau, được đặt ở những nơi có điều kiện làm việc khác nhau, để làm việc trong các điều kiện khác nhau về ứng suất cơ học và tính dễ nổ của môi trường, và có các đặc tính khác nhau mức độ bảo vệ chống chạm và ảnh hưởng bên ngoài.

Thông tin về các loại thiết bị cụ thể, phiên bản tiêu chuẩn và kích thước tiêu chuẩn của chúng được đưa ra trong các tài liệu quy chuẩn và kỹ thuật. Theo quy định, một tài liệu như vậy là Điều kiện kỹ thuật (TU) của nhà máy... Trong một số trường hợp, để thống nhất các sản phẩm được sử dụng rộng rãi và sản xuất bởi một số doanh nghiệp, cấp độ của tài liệu được nâng lên (đôi khi đến mức Tiêu chuẩn Nhà nước).

Bộ ngắt mạch bao gồm các thành phần chính sau:

• hệ thống liên lạc;

• hệ thống dập tắt hồ quang;

• giải thoát;

• cơ chế kiểm soát;

• cơ chế phát hành miễn phí.

Một hệ thống tiếp điểm bao gồm các tiếp điểm cố định cố định trong vỏ và các tiếp điểm di động được gắn bản lề trên bán trục của cần gạt của cơ cấu điều khiển và thường cung cấp một ngắt mạch duy nhất.

Một thiết bị dập hồ quang được lắp đặt ở mỗi cực của bộ ngắt mạch và được thiết kế để khoanh vùng hồ quang điện trong một thể tích hạn chế. Đó là một buồng hồ quang có lưới thép tấm khử ion. Bộ chống tia lửa ở dạng tấm sợi cũng có thể được cung cấp.

Cơ chế nhả tự do là cơ chế 3 hoặc 4 liên kết có bản lề cung cấp khả năng nhả và hủy kích hoạt hệ thống tiếp điểm trong cả vận hành tự động và thủ công.

Bộ giải phóng quá dòng điện từ, là một nam châm điện phần ứng, cung cấp khả năng ngắt mạch tự động khi dòng điện ngắn mạch vượt quá mức cài đặt hiện tại. Bộ nhả dòng điện từ với thiết bị trễ thủy lực có thời gian trễ ngược để bảo vệ chống dòng quá tải.

Giảm quá tải nhiệt là một tấm nhiệt lưỡng kim. Ở dòng điện quá tải, biến dạng và lực của tấm này đảm bảo ngắt mạch tự động. Độ trễ giảm khi dòng điện tăng.

Bộ phận ngắt bán dẫn bao gồm một phần tử đo lường, một khối rơle bán dẫn và một nam châm điện đầu ra hoạt động trên cơ chế nhả tự do của máy. Máy biến dòng (AC) hoặc bộ khuếch đại có cuộn cảm từ (DC) được sử dụng làm phần tử đo.

Việc giải phóng dòng bán dẫn cho phép điều chỉnh các tham số sau:

• dòng xả định mức;

• cài đặt cho dòng điện vận hành trong vùng có dòng điện ngắn mạch (dòng điện ngắt);

• cài đặt thời gian phản hồi trong vùng tắc nghẽn;

• cài đặt thời gian đáp ứng trong khu vực có dòng điện ngắn mạch (đối với công tắc chọn lọc).

Nhiều bộ ngắt mạch sử dụng các bộ nhả kết hợp sử dụng các phần tử nhiệt để bảo vệ chống lại dòng điện quá tải và các phần tử điện từ để bảo vệ chống lại dòng điện ngắn mạch mà không có thời gian trễ (gián đoạn).

Bộ ngắt mạch cũng có các cụm lắp ráp bổ sung được tích hợp bên trong bộ ngắt mạch hoặc được gắn bên ngoài bộ ngắt mạch.Chúng có thể độc lập, không và điện áp thấp, tiếp điểm tự do và phụ trợ, điều khiển từ xa bằng tay và điện từ, tín hiệu tắt máy tự động, thiết bị khóa cầu dao ở vị trí "tắt".

Chuyến đi shunt là một nam châm điện được cung cấp bởi nguồn điện áp bên ngoài. Bản phát hành phụ và số không có thể bị trễ thời gian và không bị trễ thời gian. Với sự trợ giúp của bộ nhả song song hoặc điện áp thấp, có thể tắt máy từ xa.

điều kiện hoạt động

Công tắc có sẵn các phiên bản với các mức độ bảo vệ khác nhau chống chạm và các tác động bên ngoài (IPOO, IP20, IP30, IP54). Trong trường hợp này, mức độ bảo vệ của các đầu nối để kết nối dây bên ngoài có thể thấp hơn mức độ bảo vệ của vỏ công tắc.

Các công tắc được sản xuất với 5 phiên bản khí hậu và 5 loại vị trí, được mã hóa bằng các chữ cái U, UHL, T, M, OM và các số 1,2,3,4,5.

Công tắc được thiết kế để hoạt động liên tục trong các điều kiện sau:

• lắp đặt ở độ cao không quá 1000 m (công tắc dòng AP50 và AE1000 — ở độ cao không quá 2000 m so với mực nước biển);

• nhiệt độ không khí xung quanh từ — 40 (không có sương và sương giá) đến + 40 ° C (đối với công tắc dòng AE1000 — từ +5 đến + 40 ° C);

• độ ẩm tương đối của môi trường không quá 90% ở 20°C và không quá 50% ở 40°C;

• môi trường - không nổ, không chứa bụi (bao gồm cả chất dẫn điện) với lượng làm gián đoạn hoạt động của bộ ngắt mạch, khí và hơi ăn mòn ở nồng độ phá hủy kim loại và lớp cách điện;

• nơi lắp đặt công tắc — được bảo vệ khỏi nước, dầu, nhũ tương, v.v.;

• thiếu tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời và phóng xạ;

• thiếu những cú sốc mạnh (đòn) và lắc mạnh; Cho phép rung các điểm lắp của công tắc với tần số lên tới 100 Hz với gia tốc không quá 0,7 g.

Các nhóm điều kiện hoạt động cho các sản phẩm điện liên quan đến tác động của các yếu tố cơ học của môi trường bên ngoài được xác định bởi GOST 17516.1-90. Theo dữ liệu danh mục, các bộ ngắt mạch được thiết kế để hoạt động theo nhóm Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25.

Về mặt an toàn, bộ ngắt mạch tuân thủ GOST 12.2.007.0-75 và GOST 12.2.007.6-75, các yêu cầu của «Quy tắc lắp đặt điện» và đảm bảo các điều kiện vận hành được xác định bởi «Quy tắc vận hành kỹ thuật lắp đặt» bởi Người dùng «và» Quy tắc an toàn cho hoạt động lắp đặt điện của người dùng «, được Cơ quan Giám sát Năng lượng Nhà nước phê duyệt vào ngày 12.21.94.Về bảo vệ chống dòng điện rò rỉ, bộ ngắt mạch đáp ứng các yêu cầu của GOST 12.1. 038-82.

Công việc không hoạt động (lưu trữ và vận chuyển trong thời gian nghỉ làm việc) tuân theo GOST 15543-70 và GOST 15150-69.

Cũng đọc về chủ đề này: Bộ ngắt mạch, bộ ngắt mạch, RCD — sự khác biệt là gì?