Katkaisija

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 28. maaliskuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 6 muokkausta .

Automaattinen kytkin  - koskettimen kytkentälaite (mekaaninen tai elektroninen), joka pystyy kytkemään virrat päälle , johtamaan ne ja sammuttamaan ne normaaleissa olosuhteissa piirissä, sekä kytkeytymään päälle, pitämään nimellisen (määrätyn) ajan ja sammuttamaan virrat automaattisesti piirin normalisoiduissa epänormaaleissa olosuhteissa, kuten oikosulkuvirrat [1] [2] .

Keksintöhistoria

Katkaisijan keksi yhdysvaltalainen tiedemies Charles Grafton Page vuonna 1836. Edison kuvasi ensimmäisen katkaisijan vuonna 1879, kun hänen kaupallinen virtalähdejärjestelmänsä käytti sulakkeita . Sveitsiläinen Brown, Boveri & Cie patentoi nykyaikaisten katkaisijoiden suunnittelun vuonna 1924.

Rooli sähköpiirissä

Katkaisija on suunniteltu suojaamaan sähköpiiriä ylikuormitukselta ja oikosulkuvirroilta. Suurin ero sulakelinkistä on toistuvan käytön mahdollisuus ja toiminnan asetetun kynnysarvon (asetuspisteen) pysyvyys.

Luokitus

GOST

GOST 9098-78 määrittää seuraavan katkaisijoiden luokituksen:

  1. Pääpiirin virran luonteen mukaan : tasavirta; vaihtovirta; tasa- ja vaihtovirta.+40 °C:n ympäristön lämpötilassa toimimaan suunniteltujen kytkinten pääpiirien nimellisvirtojen on oltava GOST 6827:n mukaisia. Kytkimen pääpiirien nimellisvirrat valitaan alueelta: 6.3; kymmenen; 16; kaksikymmentä; 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 2000; 4000; 6300 A. Lisäksi kytkimiä voidaan valmistaa kytkinten pääpiirien nimellisvirroille: 1500; 3000; 3200 A.Ympäristön lämpötilassa +40 °C käytettävien katkaisijoiden ylivirtalaukaisujen nimellisvirtojen on oltava GOST 6827:n mukaisia.Enimmäisvirtalaukaisujen nimellisvirrat ovat sallittuja: 15; 45; 120; 150; 300; 320; 600; 1200; 1500; 2000; 3000; 3200 A.
  2. Rakenteen mukaan : ilmakatkaisija ( eng.  Air Circuit Breaker, lyhenne ASV ) 800 A - 6300 A, kytkin valetussa kotelossa (  englanniksi  -  "MCCB") 10 A - 2500 A, modulaariset katkaisijat (  englanniksi ) .  -  "MSV") 0,5 A - 125 A.
  3. Pääpiirin napojen lukumäärän mukaan: yksinapainen; kaksisuuntainen mieliala; kolminapainen; nelinapainen.
  4. Virtarajoituksen olemassaolon perusteella: virran rajoitus; ei-rajoittava.
  5. Julkaisutyyppien mukaan: suurimmalla nykyisellä julkaisulla; itsenäisellä julkaisulla; alijännitteellä tai nollajännitteellä.
  6. Ylivirtalaukaisuille ominaisen aikaviiveen mukaan: ilman aikaviivettä; virrasta riippumattomalla aikaviiveellä; aikaviiveellä käänteisesti riippuvainen virrasta; näiden ominaisuuksien yhdistelmällä.
  7. Vapaiden koskettimien ("lohkokoskettimien") läsnäolo toisiopiireille: koskettimilla; ilman kontakteja.
  8. Ulkoisten johtimien kytkentätavan mukaan: takaliitännällä; etuliitännällä; yhdistetyllä liitännällä (ylemmät kiinnikkeet takaliitännällä ja alemmat kiinnikkeet etuliitännällä tai päinvastoin); yleisliitännällä (edessä ja takana).
  9. Asennustyypin mukaan: ulos vedettävä pistokoskettimilla; paikallaan.
  10. Rajatyypin mukaan: valikoiva, ei-selektiivinen.
  11. Ajotyypin mukaan: manuaalinen; moottorilla; jousen kanssa.
  12. Katkaisijan olemassaolon ja suojausasteen mukaan katkaisijan ympäristövaikutuksilta ja kosketukselta katkaisijan jännitteisten osien ja sen kuoren sisällä olevien liikkuvien osien kanssa (GOST 14255:n vaatimusten mukaisesti) .
Selektiivinen katkaisija

Neuvostoliiton ja Venäjän standardeissa selektiiviset katkaisijat  ovat katkaisijoita, joiden aikaviive (0,25-0,6 sekuntia) katkaisussa (katso artikkeli " Virran katkaisu ") [3] . Tällaiset kytkimet yhdessä alemman vaiheen hetkellisen katkaisun kytkimien kanssa mahdollistavat valikoivan oikosulkulaukaisun rakentamisen.

Saksalaisen standardin DIN VDE 0641-21 mukaisilla valikoiduilla pääkatkaisimilla on myös selektiivisyystoiminto, mutta ne suorittavat sen eri tavalla .

Laite

  • katkaisijamalli

  • Katkaisijan asettelu: koskettimet auki.

  • Katkaisijan asettelu: koskettimet kiinni.

Katkaisijat ovat yksi-, kaksi-, kolmi- tai nelinapaisia ​​ja niissä on seuraavat rakenteelliset komponentit: pääkosketinjärjestelmä, valokaarisammutusjärjestelmä , laukaisulaitteen käyttö, vapautus (katkaisija, katkaisijat), apukoskettimet (valinnainen).

Kosketinjärjestelmä voi olla kolmivaiheinen (pää-, väli- ja valokaarikoskettimilla), kaksivaiheinen (pää- ja valokaarikoskettimilla) ja yksivaiheinen (käytettäessä kermettiä).

Valokaarisammutusjärjestelmä voi koostua kammioista, joissa on kapeita rakoja, tai kammioista, joissa on kaarikourut. Valokaarisammutuslaitteita - uritettuja kammioita yhdistettynä kaarikouruun - käytetään valokaaren sammuttamiseen suurilla virroilla.

Jokaiselle katkaisijaversiolle on olemassa rajoittava oikosulkuvirta, joka ei taatusti johda katkaisijan vikaantumiseen. Tämän virran ylittäminen voi aiheuttaa koskettimien palamisen tai hitsauksen. Esimerkiksi suosituissa kotitalouskonesarjoissa, joiden laukaisuvirta on 6-50 A, virtaraja on yleensä 1000-10 000 A.

Automaattiset kytkimet valmistetaan manuaalisesti ja moottorikäyttöisinä, kiinteänä tai ulosvedettävänä versiona.

Katkaisijaa käytetään kytkemään päälle, sammumaan automaattisesti ja se voi olla manuaalinen suoratoiminen ja kauko-ohjaus (sähkömagneettinen, pneumaattinen jne.).

Katkaisimissa on suoratoimiset releet, joita kutsutaan katkaisijoiksi.

Julkaisijat

Laukaisimet (katkaisijat) ovat sähkömagneettisia, elektronisia, mikroprosessori- tai termobmetallielementtejä , jotka laukaisevat katkaisijan vapaalaukaisumekanismin kautta ensiöpiirin oikosulun, ylikuormituksen ja jännitteen häviämisen yhteydessä (suoraan: sähkömagneettiset ja termobmetalliset elementit; tai epäsuorasti) erillisen riippumattoman sähkömagneettisen vapautuksen kautta: elektroninen ja mikroprosessori).

Vapaalaukaisumekanismi koostuu vipuista, salpoista, keinuvarsista ja avausjousista, ja se on suunniteltu avaamaan katkaisija välittömästi (riippumatta kytkinelementin asennosta: katkaisijaa ei voida pitää päällä-asennossa, kun vapautus laukeaa ), sekä eliminoida katkaisijan uudelleen sulkeutumisen lyhytaikaista sulkemista varten pitkäaikaisella sulkemiskomennolla.

Sähkömagneettinen vapautus (katkaisu)

Välitön laukaisu on solenoidi (7), jonka liikkuva ydin voi myös aktivoida vapautusmekanismin. Kytkimen läpi kulkeva virta kulkee solenoidin käämin läpi ja saa sydämen vetäytymään sisään, kun virtakynnys ylittyy. Välitön laukaisu, toisin kuin lämpölaukaisu, toimii erittäin nopeasti (sekunnin murto-osat), mutta paljon suuremmalla virralla, joka ylittää: 2 ÷ 10 kertaa nimellisarvon, tyypistä riippuen (katkaisijat jaetaan tyyppeihin (luokkiin) A) , B, C ja D riippuen hetkellisen vapautumisen herkkyydestä). 1970-luvulta lähtien suurvirtakatkaisijat ovat käyttäneet elektronisia laukaisuja (esimerkiksi kotitalouksien Electron-sarjan katkaisijat, tietyntyyppiset A-37-, VA-sarjan automaattiset katkaisijat) ja viime aikoina mikroprosessoripohjaisia ​​laukaisuja . (mikroprosessoripohjaiset suojausyksiköt ) [3] [4] .

Lämpövapautus

Se on bimetallilevy (5), jota lämmittää virtaava virta. Kun virta ylittää sallitun arvon, bimetallilevy taipuu ja aktivoi laukaisumekanismin. Toiminta-aika riippuu virrasta ( aika-virtaominaisuus [5] ) ja voi vaihdella sekunneista tunteihin. Pienin virta, jolla lämpölaukaisimen on toimittava [6] , on 1,45 kertaa lämpölaukaisimen asetusvirta. Käyttövirran säätö tehdään valmistusprosessin aikana säätöruuvilla (6). Toisin kuin sulake, katkaisija on valmis seuraavaan käyttöön, kun levy on jäähtynyt. Lämpölaukaisimen tehtävän voi suorittaa sähkömagneettinen (hetkellinen) laukaisu, joka on varustettu hydraulisella vapautusviiveellä. Tällaiset katkaisijat erottuvat paloturvallisuudesta, koska niissä ei ole lämmitettyä elementtiä (bimetallilevy).

Bimetallilevy on kahden metallinauhan nauha, joilla on erilaiset lämpölaajenemiskertoimet . Katkaisijassa se toimii lämpövapauttimena. Näitä kahta nauhaa ei ole sulatettu yhteen ja ne pidetään yleensä yhdessä päässä juottamalla tai hitsaamalla. Muut päät on kiinnitetty liikkumattomina. Bimetallilevy on kytketty sarjaan piirin kuorman kanssa. Sähkövirralla kuumennettaessa levy taipuu metallia kohti pienemmällä lineaarilaajenemiskertoimella. Ylikuormituksen sattuessa levyn taivutus varmistaa, että katkaisija laukeaa [7] .

Sammuttaminen

Laukaisu voi olla välitön tai viivästynyt. Normaalit kytkimet erotetaan oman laukaisuajan t s , o mukaan ( ts , o \u003d 0,02-1 s ) oman laukaisuajan ts, o mukaan. ), kytkimet aikaviiveellä (selektiivinen) ja nopeat kytkimet (t s , o < 0,005 s).

Normaalit ja selektiiviset katkaisijat eivät ole virtaa rajoittavia. Nopeilla kytkimillä, kuten sulakkeilla, on virtaa rajoittava vaikutus, koska ne katkaisevat piirin ennen kuin siinä oleva virta saavuttaa arvon I y .

Selektiiviset katkaisijat mahdollistavat verkkojen selektiivisen suojauksen asentamalla katkaisijoita eri aikaviiveillä: pienimmät kuluttajalle ja asteittain nousevat virtalähdettä kohti.

Ominaisuudet

Välitön laukaisu (katkos) virta

GOST R 50345-2010 (kohta 5.3.5) mukaan kotitalouksien vaihtovirtakatkaisijat jaetaan seuraaviin tyyppeihin (luokkiin) hetkellisen laukaisuvirran mukaan :

  • tyyppi B : yli 3 I n - 5 I n mukaan lukien (jossa I n  on nimellisvirta) (käytetään valaistuslinjojen tai pitkien linjojen suojaamiseen)
  • tyyppi C : yli 5 I n - 10 I n mukaan lukien (käytetään suojaamaan pistorasiaryhmiä tai linjoja kuluttajilla, joilla on lisääntynyt käynnistysvirta)
  • tyyppi D : yli 10 I n - 20 I n mukaan lukien (käytetään suojaamaan muuntajia tai linjoja, joissa on korkea käynnistysvirta)

Teolliset katkaisijat voivat olla seuraavan tyyppisiä:

  • tyyppi L : yli 8 I n
  • tyyppi Z : yli 4 I n
  • tyyppi K : yli 12 I n

Eurooppalaisten valmistajien luokitus voi vaihdella hieman. Erityisesti on olemassa lisätyyppi A (yli 2 I n - 3 I n ).

ABB : llä on IEC 60947-2:n mukaiset katkaisijat, joissa on K (8 - 14 I n ) ja Z (2 - 4 I n ) -käyrät.

Katkaisijoiden testaus

Katkaisijoiden ominaisuudet tarkistetaan tyyppitesteillä (merkinnän vakaus; ruuvien, johtavien osien ja liitäntöjen luotettavuus; ulkoisten johtimien liittimien luotettavuus; suojaus sähköiskuja vastaan; sähköeristyslaitteet; lämpötilan nousu (28 päivän testi); katkaisu ominaisuus; mekaaninen ja kytkentäkestävyys; oikosulku; mekaaninen iskun- ja iskunkestävyys; lämmönkestävyys; epänormaali lämmön- ja tulenkestävyys; korroosionkestävyys).

Versiot

  • Katkaisija korkkisulakekotelossa

  • 3-napainen suojakatkaisin suoraan asennukseen

  • Yhdysvalloissa käytössä olevat katkaisijat

  • Neuvostoliitossa valmistetut katkaisijat

Modulaarinen katkaisija

yksi 2 2 3 neljä 5 6 7 kahdeksan 9

Pienille virroille suunniteltu katkaisija on nykyään useimmiten modulaarinen, joka on suunniteltu asennettavaksi DIN-kiskoon . MCB:n sisäpuoli näkyy oikealla olevassa kuvassa. Kytkeminen päälle ja pois tapahtuu vivulla (1), johdot on kytketty ruuviliittimiin (2). Salpa (9) kiinnittää katkaisijan rungon DIN-kiskoon ja mahdollistaa sen tarvittaessa helposti irrotuksen (tätä varten vedä salpa työntämällä litteä ruuvimeisseli salpasilmukkaan). Piiri kytketään liikkuvilla (3) ja kiinteillä (4) koskettimilla. Liikkuva kosketin on jousikuormitteinen, jousi aikaansaa koskettimien puristusvoiman päällä-tilassa ja niiden nopean katkaisun, kun vapautusmekanismin salpa katkeaa jommallakummalla kahdesta vapautuksesta: lämpö (5) tai sähkömagneettinen (7) ). Koskettimien erotuksen aikana voi syntyä sähkökaari , joten koskettimet ovat erityisen muotoiltuja ja sijaitsevat valokaaren (8) vieressä.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ GOST IEC 60050-441-2015. Kansainvälinen sähkötekninen sanakirja. Osa 441. Kytkentälaitteet, ohjauslaitteet ja sulakkeet
  2. ↑ GOST R 50345-99, kohta 3.1.4
  3. ↑ 1 2 Sähköasennuksen käsikirja / toim. A. Dorofeyuk, A. Khechumyan. - M .: Energia, 1976.
  4. ↑ Ohje | Apua . Haettu 21. huhtikuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 23. huhtikuuta 2014.
  5. ↑ https://www.asutpp.ru/vremya-tokovaya-harakteristika-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html Arkistoitu 21. huhtikuuta 2021 Wayback Machinessa Katkaisijan aikavirran ominaisuus
  6. ↑ Aika, joka ei ylitä 1 tunti ( I n ≤ 63 A) tai 2 tuntia ( I n > 63 A). GOST R 50345-99, kohta 8.6.1.
  7. ↑ http://electricalschool.info/spravochnik/apparaty/770-ustrojjstvo-avtomaticheskogo.html Arkistoitu 18. heinäkuuta 2011 Wayback Machine Electrical Schoolissa. Katkaisijalaite

Kirjallisuus

  • IEC 60947-2:2016. Pienjännitekojeistot ja ohjauslaitteet. Osa 2: Katkaisijat. Painos 5.0. — Geneve: IEC, 2016-06.
  • IEC 60898-1:2015. sähkötarvikkeet. Katkaisijat ylivirtasuojaukseen kotitalouksiin ja vastaaviin asennuksiin. Osa 1: Katkaisijat vaihtovirtakäyttöön. Painos 2.0. — Geneve: IEC, 2015-03.
  • IEC 60898-2:2016. sähkötarvikkeet. Katkaisijat ylivirtasuojaukseen kotitalouksiin ja vastaaviin asennuksiin. Osa 2: Katkaisijat AC- ja DC-käyttöön. Painos 2.0. — Geneve: IEC, 2016-08.
  • IEC 60934:2013. Laitteiden katkaisijat (CBE). Painos 3.2. — Geneve: IEC, 2013-01.
  • IEC 60050-442:1998. Kansainvälinen sähkötekninen sanasto. Osa 442: Sähkötarvikkeet. Painos 1.0. — Geneve: IEC, 1998-11.
  • GOST R 50030.2-2010 (IEC 60947-2:2006). Pienjännitejakelu- ja ohjauslaitteet. Osa 2. Automaattiset kytkimet.
  • GOST R 50345-2010 (IEC 60898-1:2003). Laite on pienikokoinen sähköinen. Katkaisijat ylivirtasuojaukseen kotitalouksiin ja vastaaviin tarkoituksiin. Osa 1. Vaihtovirran automaattiset kytkimet.
  • GOST IEC 60898-2-2011. Katkaisijat ylivirtasähköasennuksilta suojaamiseen kotitalouksiin ja vastaaviin tarkoituksiin. Osa 2. Automaattiset vaihto- ja tasavirtakytkimet.
  • GOST R 50031-2012 (IEC 60934:2007). Sähkölaitteiden automaattiset kytkimet (AVO).
  • GOST IEC 60050-442-2015. Kansainvälinen sähkötekninen sanakirja. Luku 442. Sähkötarvikkeet.
  • Kharechko Yu. V. Modulaariset suojalaitteet. - M .: ABB Industry ja Stroytekhnika LLC, 2008. - 336 s.
  • Kharechko Yu. V. Lyhyt terminologinen sanakirja pienjännitesähköasennuksille. Osa 5// Täydennyslehti "Työsuojeluinsinöörin kirjasto". - 2017. - Nro 2. - 160 s.
  • Pischur A.P. Laitteet käytössä. Katkaisijoiden korjaus, jälkiasennus vai täydellinen vaihto? // Aikakauslehti "Sähkötekniikan uutiset". - 2010. - nro 4 (64).
  • Pishchur A.P. Nykyaikaiset automaattikytkimet // Energo-Info-lehti. - LLC "AZBUKA ELECTRICITY" (TERASAKIN virallinen edustusto), 2012. - No. 1 (60).
  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa