Strömbrytare

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 28 mars 2021; kontroller kräver 6 redigeringar .

Automatisk omkopplare  - en kontaktomkopplingsanordning ( mekanisk eller elektronisk) som kan slå på strömmar , leda dem och stänga av dem under normala förhållanden i kretsen, samt slå på, hålla under en angiven (specificerad) tid och automatiskt stänga av strömmar under normaliserade onormala förhållanden i kretsen, såsom kortslutningsströmmar [1] [2] .

Uppfinningshistorik

Strömbrytaren uppfanns av den amerikanske vetenskapsmannen Charles Grafton Page 1836. Den första strömbrytarens design beskrevs av Edison 1879 medan hans kommersiella strömförsörjningssystem använde säkringar . Designen av moderna strömbrytare patenterades av det schweiziska företaget Brown, Boveri & Cie 1924.

Roll i den elektriska kretsen

Strömbrytaren är utformad för att skydda den elektriska kretsen från överbelastning och kortslutningsströmmar. Huvudskillnaden från den smältbara länken är möjligheten till upprepad användning och stabiliteten hos det inställda tröskelvärdet (börvärdet) för driften.

Klassificering

GOST

GOST 9098-78 fastställer följande klassificering av strömbrytare:

  1. Av arten av strömmen i huvudkretsen : likström; växelström; lik- och växelström.Märkströmmarna för huvudkretsarna för omkopplare som är utformade för att fungera vid en omgivningstemperatur på +40 ° C måste överensstämma med GOST 6827. Märkströmmarna för omkopplarens huvudkretsar väljs från intervallet: 6,3; tio; 16; tjugo; 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 2000; 4000; 6300 A. Dessutom kan omkopplare produceras för märkströmmar för switcharnas huvudkretsar: 1500; 3000; 3200 A.Märkströmmarna för överströmsutlösningarna för brytare avsedda för drift vid en omgivningstemperatur på +40 °C måste överensstämma med GOST 6827.Märkströmmar för maximala strömutsläpp är tillåtna: 15; 45; 120; 150; 300; 320; 600; 1200; 1500; 2000; 3000; 3200 A.
  2. Genom design : luftkretsbrytare ( eng.  Air Circuit Breaker, förkortat ASV ) från 800 A till 6300 A, en strömbrytare i ett gjutet hölje (från  engelska  -  "MCCB") från 10 A till 2500 A, modulära strömbrytare (från  engelska - "  MSV  ") från 0,5 A till 125 A.
  3. Enligt antalet poler i huvudkretsen: enpolig; bipolär; tripolär; fyrpolig.
  4. Genom närvaron av strömbegränsning: strömbegränsning; icke begränsande.
  5. Efter typer av utsläpp: med maximal strömutlösning; med oberoende release; med underspänning eller nollspänningsutlösning.
  6. Enligt tidsfördröjningskarakteristiken för överströmsutsläpp: utan tidsfördröjning; med en tidsfördröjning oberoende av strömmen; med en tidsfördröjning omvänt beroende på strömmen; med en kombination av dessa funktioner.
  7. Genom närvaron av fria kontakter ("blockkontakter") för sekundära kretsar: med kontakter; utan kontakter.
  8. Enligt metoden för att ansluta externa ledare: med bakre anslutning; med frontanslutning; med kombinerad anslutning (övre klämmor med bakre anslutning, och nedre klämmor med främre anslutning eller vice versa); med universalanslutning (fram och bak).
  9. Efter typ av installation: utdragbar med plug-in kontakter; stationär.
  10. Efter typ av cut-off: selektiv, icke-selektiv.
  11. Efter typ av drivning: med manuell; med motor; med våren.
  12. Enligt närvaron och graden av skydd av strömbrytaren från miljöpåverkan och från kontakt med strömförande delar av strömbrytaren och dess rörliga delar placerade inuti skalet (i enlighet med kraven i GOST 14255) .
Selektiv strömbrytare

I standarderna för USSR och Ryssland är selektiva strömbrytare  strömbrytare med en tidsfördröjning (0,25-0,6 sekunder) vid cutoff (se artikeln " Current cutoff ") [3] . Sådana omkopplare, i kombination med omkopplare med omedelbar avstängning i det nedre steget, möjliggör byggande av selektiv kortslutningsutlösning.

Selektiva huvudbrytare i enlighet med den tyska standarden DIN VDE 0641-21 har också en selektivitetsfunktion, men de utför den på ett annat sätt.

Enhet

  • strömbrytare mockup

  • Strömbrytare layout: kontakter öppna.

  • Strömbrytarens layout: kontakter stängda.

Effektbrytare är en-, två-, tre- eller fyrpoliga och har följande strukturella komponenter: huvudkontaktsystem, ljusbågssläckningssystem , utlösningsanordningsdrift, utlösning (brytare, brytare), hjälpkontakter (tillval).

Kontaktsystemet kan vara trestegs (med huvud-, mellan- och ljusbågskontakter), tvåstegs (med huvud- och ljusbågskontakter) och ettsteg (vid användning av cermet).

Bågsläckningssystemet kan bestå av kammare med smala slitsar eller kammare med bågrännor. Kombinerade ljusbågssläckare - slitsade kammare i kombination med en ljusbågsränna - används för att släcka ljusbågen vid höga strömmar.

För varje version av strömbrytaren finns en begränsande kortslutningsström, som garanterat inte leder till fel på brytaren. Överskridande av denna ström kan orsaka bränning eller svetsning av kontakterna. Till exempel, för populära serier av hushållsmaskiner med en utlösningsström på 6-50 A, är strömgränsen vanligtvis 1000-10 000 A.

Automatiska brytare tillverkas med manuell och motordrift, i stationär eller utdragbar version.

Strömbrytaren används för att slå på, stänga av automatiskt och kan vara manuell direktverkande och fjärrstyrd (elektromagnetisk, pneumatisk, etc.).

Strömbrytare har direktverkande reläer som kallas brytare.

Releasers

Utlösningar (brytare) är elektromagnetiska, elektroniska, mikroprocessorer eller termobimetalliska element som tjänar till att lösa ut strömbrytaren genom en fri utlösningsmekanism i händelse av kortslutning, överbelastning och spänningsbortfall i primärkretsen (direkt: elektromagnetiska och termobimetalliska element; eller indirekt genom en separat oberoende elektromagnetisk release: elektronisk och mikroprocessor).

Den fria utlösningsmekanismen består av spakar, spärrar, vipparmar och öppningsfjädrar och är utformad för att omedelbart öppna strömbrytaren (oavsett kopplingselementets läge: omöjligheten att hålla strömbrytaren i påslaget läge när utlösningen utlöses ), samt att eliminera återslutningen av strömbrytaren för en kort stängning med ett långvarigt stängningskommando.

Elektromagnetisk utlösning (cut-off)

Den momentana utlösningen är en solenoid (7) vars rörliga kärna också kan påverka utlösningsmekanismen. Strömmen som passerar genom omkopplaren flyter genom solenoidlindningen och får kärnan att dras tillbaka när strömtröskeln överskrids. Den momentana utlösningen, till skillnad från den termiska utlösningen, fungerar mycket snabbt (bråkdelar av en sekund), men med en mycket högre ström som överstiger: 2 ÷ 10 gånger det nominella värdet, beroende på typ (strömbrytare är indelade i typer (klasser) A , B, C och D beroende på känsligheten för den momentana frisättningen). Sedan 1970-talet har högströmsbrytare använt elektroniska utlösare (till exempel hushållsbrytare i Electron-serien, vissa typer av automatiska brytare i A-37, VA-serien) och på senare tid mikroprocessorbaserade utlösare (mikroprocessorbaserade skyddsenheter ) [3] [4] .

Termisk utlösning

Det är en bimetallisk platta (5) som värms upp av en flytande ström. När ström flyter över det tillåtna värdet böjs den bimetalliska plattan och aktiverar utlösningsmekanismen. Drifttiden beror på strömmen ( tid-strömkarakteristik [5] ) och kan variera från sekunder till timmar. Den lägsta strömmen vid vilken termisk frigöring måste fungera [6] är 1,45 gånger inställningsströmmen för termisk frigöring. Inställningen av driftströmmen görs under tillverkningsprocessen med justerskruven (6). Till skillnad från en säkring är en strömbrytare redo för nästa användning efter att plattan har svalnat. Rollen för en termisk utlösning kan utföras av en elektromagnetisk (momentan) utlösning utrustad med en hydraulisk utlösningsfördröjning. Sådana strömbrytare kännetecknas av brandsäkerhet, eftersom de inte har ett uppvärmt element (bimetallisk platta).

En bimetallplåt är en remsa av två metallremsor med olika värmeutvidgningskoefficienter . I strömbrytaren fungerar den som en termisk utlösning. De två remsorna är inte sammansmälta och hålls vanligtvis samman i ena änden genom lödning eller svetsning. De andra ändarna är fixerade orörliga. Den bimetalliska plattan är kopplad i serie med belastningen i kretsen. Som ett resultat av dess uppvärmning med en elektrisk ström , böjer plattan mot metallen med en lägre linjär expansionskoefficient. Vid överbelastning säkerställer böjningen av plattan att effektbrytaren löser ut [7] .

Avstängning

Tripping kan ske omedelbart eller försenat. Enligt deras egen utlösningstid t s , o (intervallet från det ögonblick då den kontrollerade parametern överskred det inställda värdet för den, tills start av kontaktdivergens), särskiljs normala omkopplare (t s , o \u003d 0,02-1 s ), omkopplare med tidsfördröjning (selektiv) och höghastighetsomkopplare (t s , o < 0,005 s).

Normala och selektiva brytare har ingen strömbegränsande effekt. Höghastighetsomkopplare, liksom säkringar, har en strömbegränsande effekt, eftersom de stänger av kretsen innan strömmen i den når värdet I y .

Selektiva strömbrytare möjliggör selektivt skydd av nätverk genom att installera strömbrytare med olika tidsfördröjningar: den minsta hos konsumenten och stegvis ökande mot strömkällan.

Egenskaper

Momentan tripp (avbrott) aktuell

Enligt GOST R 50345-2010 (klausul 5.3.5) är hushållsväxelströmsbrytare indelade i följande typer (klasser) enligt momentan utlösningsström:

  • typ B : över 3 I n till 5 I n inklusive (där I n  är märkströmmen) (används för att skydda belysningslinjer eller långa linjer)
  • typ C : över 5 I n upp till 10 I n inklusive (används för att skydda uttagsgrupper eller ledningar med konsumenter med ökade startströmmar)
  • typ D : över 10 I n upp till 20 I n inklusive (används för att skydda transformatorer eller ledningar med konsumenter med höga startströmmar)

Industriella strömbrytare kan vara av följande typer:

  • typ L : över 8 I n
  • typ Z : över 4 I n
  • typ K : över 12 I n

För europeiska tillverkare kan klassificeringen skilja sig något. I synnerhet finns det ytterligare en typ A (över 2 I n till 3 I n ).

ABB har strömbrytare med kurvor K (8 - 14 I n ) och Z (2 - 4 I n ) som överensstämmer med IEC 60947-2.

Test av effektbrytare

Strömbrytarnas egenskaper verifieras i typtester (märkningsstabilitet; tillförlitlighet hos skruvar, ledande delar och anslutningar; tillförlitlighet hos terminaler för externa ledare; skydd mot elektriska stötar; elektriska isoleringsanordningar; temperaturstegring (28-dagars test); brott egenskaper; mekanisk hållbarhet och omkopplingshållbarhet; kortslutning; mekanisk stöt- och slaghållfasthet; värmebeständighet; onormal värme- och brandbeständighet; korrosionsbeständighet).

Versioner

  • Strömbrytare i korksäkringsbox

  • 3-polig skyddsbrytare för direkt montering

  • Strömbrytare som används i USA

  • Sovjettillverkade strömbrytare _

Modulär strömbrytare

ett 2 2 3 fyra 5 6 7 åtta 9

En brytare designad för små strömmar är numera oftast av en modulär design, som är designad för att monteras på en DIN-skena . Insidan av MCB visas i bilden till höger. Slå på och av görs med en spak (1), ledningarna är anslutna till skruvklämmorna (2). Spärren (9) fixerar strömbrytarens kropp på DIN-skenan och gör det möjligt att vid behov enkelt ta bort den (för att göra detta drar du i spärren genom att föra in en platt skruvmejsel i spärröglan). Kretsen kopplas av rörliga (3) och fasta (4) kontakter. Den rörliga kontakten är fjäderbelastad, fjädern ger kontakternas tryckkraft i påslaget läge och deras snabba urkoppling när spärrhaken på frigöringsmekanismen bryts med hjälp av en av två utlösningar: termisk (5) eller elektromagnetisk (7) ). Vid kontaktseparering kan en elektrisk ljusbåge uppstå , så kontakterna är specialformade och är placerade bredvid ljusbågsrännan (8).

Se även

Anteckningar

  1. ↑ GOST IEC 60050-441-2015. International Electrotechnical Dictionary. Del 441. Kopplingsutrustning, styrutrustning och säkringar
  2. ↑ GOST R 50345-99, avsnitt 3.1.4
  3. ↑ 1 2 Handbok för uppsättning av elinstallationer / utg. A. Dorofeyuk, A. Khechumyan. - M .: Energi, 1976.
  4. ↑ Hjälp | Hjälp . Hämtad 21 april 2014. Arkiverad från originalet 23 april 2014.
  5. ↑ https://www.asutpp.ru/vremya-tokovaya-harakteristika-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html Arkiverad 21 april 2021 på Wayback Machine Tidsströmkaraktäristik för en strömbrytare
  6. ↑ För en tid som inte överstiger 1 timme (vid I n ≤ 63 A) eller 2 timmar (vid I n > 63 A). GOST R 50345-99, avsnitt 8.6.1.
  7. ↑ http://electricalschool.info/spravochnik/apparaty/770-ustrojjstvo-avtomaticheskogo.html Arkiverad 18 juli 2011 på Wayback Machine Electrical School. Strömbrytare

Litteratur

  • IEC 60947-2:2016. Lågspänningsställverk och manöverdon. Del 2: Strömbrytare. Utgåva 5.0. — Genève: IEC, 2016-06.
  • IEC 60898-1:2015. elektriska tillbehör. Effektbrytare för överströmsskydd för hushålls- och liknande installationer. Del 1: Effektbrytare för växelströmsdrift. Utgåva 2.0. — Genève: IEC, 2015-03.
  • IEC 60898-2:2016. elektriska tillbehör. Effektbrytare för överströmsskydd för hushålls- och liknande installationer. Del 2: Strömbrytare för AC- och DC-drift. Utgåva 2.0. — Genève: IEC, 2016-08.
  • IEC 60934:2013. Effektbrytare för utrustning (CBE). Utgåva 3.2. — Genève: IEC, 2013-01.
  • IEC 60050-442:1998. Internationell elektroteknisk vokabulär. Del 442: Elektriska tillbehör. Utgåva 1.0. — Genève: IEC, 1998-11.
  • GOST R 50030.2-2010 (IEC 60947-2:2006). Lågspänningsdistribution och styrutrustning. Del 2. Automatiska växlar.
  • GOST R 50345-2010 (IEC 60898-1:2003). Utrustningen är liten elektrisk. Effektbrytare för överströmsskydd för hushåll och liknande ändamål. Del 1. Automatiska strömbrytare för växelström.
  • GOST IEC 60898-2-2011. Strömbrytare för skydd mot överströms elektriska installationer för hushåll och liknande ändamål. Del 2. Automatiska brytare för växel- och likström.
  • GOST R 50031-2012 (IEC 60934:2007). Automatiska strömbrytare för elektrisk utrustning (AVO).
  • GOST IEC 60050-442-2015. International Electrotechnical Dictionary. Kap 442. Elektriska tillbehör.
  • Kharechko Yu. V. Skyddsanordningar av modulär design. - M .: ABB Industry and Stroytekhnika LLC, 2008. - 336 sid.
  • Kharechko Yu. V. Kort terminologisk ordbok för elektriska lågspänningsinstallationer. Del 5// Tillägg till tidskriften "Arbetsskyddsingenjörens bibliotek". - 2017. - Nr 2. - 160 sid.
  • Pishchur A.P. Utrustning i drift. Reparation, eftermontering eller komplett byte av brytare? // Magasinet "Eltekniknyheter". - 2010. - Nr 4 (64).
  • Pishchur A.P. Moderna automatiska växlar // Energo-Info magazine. - LLC "AZBUKA ELECTRICITY" (officiellt representationskontor för TERASAKI), 2012. - Nr 1 (60).
  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger