Cómo se tienen en cuenta las corrientes para los interruptores automáticos

La corriente que pasa a través del interruptor automático está determinada por la conocida ley de Ohm por el valor del voltaje aplicado, referido a la resistencia del circuito conectado. Esta posición teórica de la ingeniería eléctrica es la base para el funcionamiento de cualquier máquina.

En la práctica, la tensión de red, por ejemplo, 220 voltios, es soportada por dispositivos automáticos de la organización de suministro de energía dentro de los estándares estipulados por los estándares estatales; varía ligeramente dentro de este rango. Ir más allá de GOST se considera un mal funcionamiento, un accidente.

El disyuntor corta el cable de fase de la fuente de alimentación de lámparas, enchufes y otros consumidores. Cuando la afeitadora eléctrica se alimenta por primera vez desde la salida, y luego la aspiradora de lavado, en ambos casos una corriente fluye a través de la máquina en un circuito cerrado entre fase y cero.

Pero, en el primer caso, será relativamente pequeño, y en el segundo será significativo: estos dispositivos difieren en resistencia. Crean una carga diferente. Su valor es monitoreado constantemente por la protección de la máquina, realizando su apagado en caso de desviaciones de la norma.

Cómo fluye la corriente a través del disyuntor

Estructuralmente, la máquina está diseñada para que la corriente actúe sobre elementos ubicados secuencialmente. Estos incluyen:

• terminales de conexión de cables con tornillos de sujeción;

• contactos de potencia con una parte móvil y estacionaria;

• placa de liberación térmica bimetálica;

• electroimán de corte de corriente de cortocircuito;

• Conexión de cables de corriente.

La ruta actual a través del interruptor automático se muestra en la imagen mediante flechas rojas convencionales.

Los contactos de potencia móviles se presionan contra los estacionarios, creando un circuito eléctrico continuo solo después de que el operador gire manualmente la palanca de control. Un requisito previo para la inclusión es la ausencia de situaciones de emergencia en el circuito conmutado. Si aparecen, la protección comienza inmediatamente a funcionar en el apagado automático. No hay otra forma de encender la máquina.

Pero romper estos contactos desenergizando el suministro de potencial de fase para los consumidores se puede hacer de dos maneras:

• manualmente, volviendo a la posición inicial la palanca de control;

• automáticamente de disparar protecciones.

Cómo se crean y funcionan los elementos estructurales de un interruptor automático

Contactos de potencia

Ellos, como todo el diseño del interruptor de circuito, están diseñados para transmitir potencia estrictamente limitada. Es imposible superarlo, porque en el caso contrario, la máquina fallará, se quemará.

La característica técnica que limita la potencia máxima que pasa a través de los contactos de potencia es un indicador llamado "Capacidad de ruptura máxima". Se denota por el índice "Icu".

El valor de la capacidad de corte final del interruptor automático se establece al diseñarlo a partir de una serie estándar de corrientes, generalmente medidas en kiloamperios. Por ejemplo, Icu puede ser 4 o 6, o incluso 100 o más kA.

Este valor se indica directamente en la parte frontal de la máquina, así como otras características de la configuración de los valores actuales.

Por lo tanto, a través de los contactos de alimentación de la máquina que se muestran en la imagen, puede pasar con seguridad una corriente eléctrica de cero a 4000 amperios. El AB mismo normalmente lo resistirá y lo apagará en caso de una emergencia dentro del cableado conectado con los consumidores.

Para este propósito, se ha introducido una distinción entre las corrientes que fluyen a través de los contactos de potencia hacia:

1. nominal y de trabajo;

2. emergencia, incluyendo sobrecarga y cortocircuitos.

¿Cuál es la corriente nominal del interruptor automático?

Cualquier máquina está creada para trabajar bajo ciertas condiciones técnicas. Debe garantizar de manera confiable el paso de la corriente de carga operativa que fluye tanto a través del cableado eléctrico como a través de los consumidores conectados.

Al elegir una máquina automática para una red doméstica, los usuarios suelen tener en cuenta las propiedades conductoras del cableado o solo la potencia de los aparatos eléctricos, cometiendo un error: es necesario analizar exhaustivamente estos dos problemas. Para, un interruptor es un dispositivo automático que ya está ajustado para funcionar cuando se alcanzan ciertos valores actuales.

Cuando estas condiciones aún no han llegado, y la corriente de trabajo a través de la máquina es menor. que el límite inferior de desconexión, los contactos de alimentación están cerrados de manera confiable. El límite superior de este rango operativo generalmente se denomina corriente nominal, que denota In.

El número "16" que se muestra en la imagen significa que las corrientes que pasan a través de los contactos de alimentación, hasta 16 amperios inclusive, serán transmitidas de manera confiable por el disyuntor a los consumidores conectados a través de cables eléctricos.

Esta es una función de la máquina misma. Y el propietario de la instalación eléctrica y el electricista de servicio tienen una tarea completamente diferente: elegir el disyuntor correcto para la carga y el cableado del complejo. De hecho, cuando se exceden estos 16 amperios, se producirán desconexiones de las protecciones, que están configuradas para operar desde varias corrientes que están "vinculadas" por algoritmos eléctricos al valor nominal. Lea más sobre esto aquí -Selección de disyuntores para un apartamento, casa, garaje.

Cómo funciona la protección

Todas las corrientes superiores al valor nominal activan las protecciones. Se llaman corrientes de disparo, denotadas por Iav.

Para el apagado automático dentro de la carcasa de la máquina, se montan dos tipos de dispositivos montados de acuerdo con diferentes principios de apagado:

1. calentar y doblar el bimetal con la retirada del pestillo mecánico de la malla;

2. golpeando el pestillo con una descarga mecánica por el núcleo del electroimán.

Liberación térmica

Funciona debido a la flexión de la placa compuesta bimetálica cuando se calienta por la corriente que la atraviesa, y se enfría mediante la eliminación de calor al medio ambiente.

La energía térmica generada por la corriente eléctrica a través del bimetal que pasa se aplica a esta liberación. Su valor, como sabemos por la ley de Joule-Lenz, depende de:

1. resistencia eléctrica del circuito;

2. corriente que fluye fuerza;

3. y el momento de su impacto.

De estos tres parámetros, la resistencia eléctrica en el proceso de estado estacionario no cambia prácticamente. Solo se tiene en cuenta en los cálculos teóricos. Con la conmutación de carga, la corriente cambia abruptamente. Por lo tanto, otros dos parámetros son más importantes:

1. la magnitud de la corriente eléctrica;

2. tiempo de su curso.

Se tienen en cuenta características especiales, que son llamados por estos componentes: tiempo-corriente.

Por la fuerza de la corriente que fluye a través de la máquina y el tiempo de su acción, no solo se determina la zona de operación de la liberación térmica, sino también el corte electromagnético.

La base de los cálculos es el valor de la corriente nominal seleccionada para el diseño del interruptor automático. El funcionamiento de las protecciones está vinculado a su multiplicidad: la relación entre la corriente de paso y la corriente nominal.

Dado que las protecciones de corriente del disyuntor operan en exceso de la corriente nominal, la multiplicidad de corriente es siempre I / In> 1.

Corte electromagnético

El trabajo de protección se basa en la contabilidad constante de las corrientes que pasan a través de las vueltas de los devanados del electroimán. Con cargas que no exceden el valor nominal calculado, las corrientes que fluyen en cada giro crean un campo magnético total que no puede superar la fuerza de retención de la varilla mecánica dentro de la carcasa del solenoide.

La cabeza del empujador móvil se empuja hacia adentro, y el contacto de energía móvil del interruptor automático se presiona firmemente contra la parte estacionaria.

Cuando la fuerza de la corriente de paso excede la corriente nominal del punto de ajuste, el campo magnético total formado dentro de la bobina superará abruptamente la fuerza de retención de la barra. Él dispara y con un golpe fuerte golpea el pestillo, lo saca del engranaje.

Como resultado de la huelga, el contacto de potencia móvil del interruptor automático se descarta bruscamente por la energía mecánica del dispositivo fijo: el circuito eléctrico se rompe y la tensión de alimentación se elimina del circuito conectado.

¿Cómo se configuran las protecciones de los disyuntores?

Para que la máquina resista claramente la corriente nominal sin crear falsos positivos, su protección se ajusta a los valores calculados.

Liberación térmica

Al elegir la configuración de corriente estándar, la naturaleza de la carga conectada se tiene en cuenta y se calcula de acuerdo con la fórmula Iust = kr ∙ kn ∙ In, donde kr = 1.1, y kn tiene en cuenta las condiciones de funcionamiento. Se establece dentro de:

• 1.1 ÷ 1.3 para circuitos con sobrecargas a corto plazo por arrancar motores eléctricos o dispositivos similares;

• 1,1 - para circuitos resistivos sin sobrecarga o para el funcionamiento de circuitos de corriente continua.

Como ejemplo, considere la característica protectora de la liberación térmica de un viejo disyuntor A3120.

En la sección actual de 1.3 a 10 veces la característica In está representada por la curva "a", la operación se realiza con un retraso de tiempo, lo que crea una reserva de trabajo para los aparatos eléctricos conectados. Con un aumento en la carga, su tiempo de apagado disminuye de unos pocos minutos a un segundo.

Con una carga de diez veces, la liberación térmica A3120 desactiva los contactos de potencia con un tiempo de aproximadamente 0.01 segundos con una pequeña variación en los parámetros mostrados en el gráfico por la zona de color rojo claro. Más de diez veces el aumento en las corrientes de funcionamiento no puede acelerar la protección debido a las propiedades mecánicas del diseño del interruptor automático.

Corte electromagnético

Los parámetros de la característica de tiempo-corriente para el órgano de corte electromagnético también se ajustan de acuerdo con la corriente nominal. En las máquinas domésticas, la corriente de disparo instantánea se divide en tres clases:

1. In, acostado dentro de 3 ÷ 5 In;

2. С - 5 ÷ 10 pulgadas;

3. D - 10 ÷ 20 pulg.

Para dispositivos técnicos industriales, se crean disyuntores con clases:

• A, disparado a corrientes más bajas que 3In;

• E y F - en múltiplos mayores que 20In dentro de varios límites.

La clase de trabajo descrita de las máquinas automáticas domésticas está legalizada por los requisitos de GOST R 50345-2010. Los fabricantes extranjeros también usan una división similar de cortes instantáneos, pero los estándares actuales y los tiempos de cierre pueden variar, según lo estipulado por los estándares de sus países o IEC 60947-2.

Clase limitante actual

La velocidad de la protección de corriente instantánea del disyuntor está vinculada a la frecuencia del armónico sinusoidal de la red industrial y se indica mediante uno de los números: 1, 2 o 3. Esta figura muestra la media onda del armónico estándar durante el cual debe producirse el disparo.

La máquina de limitación de corriente 3 es la más rápida: funcionará en 1/3 del medio ciclo. La característica 2 indica su mitad, y 1 - la longitud total de la media onda.

Condiciones para limitar las corrientes que pasan a través de un interruptor automático

Un punto importante en el funcionamiento de los interruptores automáticos que funcionan con corrientes de carga es la consideración del circuito conectado a ellos, que ya tiene cierta resistencia específica. Su valor limitará la operación del corte en modo de emergencia, y en algún momento no permitirá la eliminación oportuna de la tensión de alimentación del equipo dañado.

Un ejemplo de dicha sección es la resistencia activa del devanado de la fuente del transformador de suministro con todos los núcleos conectados de cables y alambres de la red eléctrica, ensamblados en bloques de terminales y abrazaderas de cajas de conexiones y paneles hasta los contactos de la salida del apartamento. Sus expertos llaman bucle fase cero.

Para tener en cuenta su valor con la configuración y el funcionamiento correctos del interruptor automático, se utilizan dispositivos especiales: medidores de resistencia de este circuito.

Su medición le permite tener en cuenta la corrección introducida por la resistencia adicional de los cables, lo que significa que puede tener en cuenta con precisión las corrientes que pasan en modo de emergencia a través de los contactos de potencia y las protecciones de los disyuntores.

Cómo se comprueba el interruptor automático para detectar corrientes que lo atraviesen

Después de la fabricación, los productos de cualquier fabricante pueden transportarse a largas distancias o almacenarse en almacenes durante mucho tiempo antes de instalarse en un circuito eléctrico. Durante este tiempo, es posible una disminución en su calidad debido a una violación de las características técnicas.

Por lo tanto, los disyuntores, cuando se instalan en un circuito antes de ponerlo en funcionamiento, deben someterse a un control de estado, que generalmente se denomina carga.

Para este propósito, se ensambla un esquema especial para cargar la máquina en el laboratorio eléctrico o se usa uno de los muchos diseños de soportes estacionarios o portátiles.

El interruptor automático se verifica para la corriente nominal indicada en la carcasa. Debe soportar su valor durante mucho tiempo.

Luego, la máquina está sujeta a sobrecargas y corrientes de cortocircuito, que debe soportar durante el funcionamiento. Al mismo tiempo, se miden y registran claramente:

1. corrientes de operación de protecciones de liberación térmica y corte de corriente;

2. tiempos fuera de la máquina desde el momento de la simulación de una emergencia.

Algunos diseños de máquinas le permiten ajustar los parámetros de salida durante la carga. Por ejemplo, ciertos tipos de liberaciones térmicas tienen un montaje de tornillo, que le permite ajustar el punto de ajuste para el funcionamiento de la placa bimetálica dentro de ciertos límites.

Todas las características medidas se registran con alta precisión mediante instrumentos de medición y se registran en el protocolo de verificación, en comparación con los requisitos de GOST. Después de su análisis, se emite un certificado con una conclusión sobre idoneidad.

Cargar la máquina bajo carga le permite identificar el matrimonio, previene casos de posibles incendios y lesiones eléctricas.

Por lo tanto, las corrientes que pasan a través de los interruptores automáticos se tienen en cuenta en el diseño, producción, prueba y operación. Para esto, se toman en cuenta los términos que requiere GOST:

• corriente nominal;

• sobrecarga

• corriente de cortocircuito;

• protección de corriente de disparo;

• tiempo de apagado por falla.