Hur strömmar beaktas för brytare

Strömmen som går genom brytaren bestäms av Ohms välkända lag av värdet på den pålagda spänningen, hänvisad till motståndet hos den anslutna kretsen. Denna teoretiska position inom elektroteknik är grunden för driften av alla maskiner.

I praktiken stöds nätspänningen, till exempel 220 volt, av automatiska enheter från den energiförsörjande organisationen inom de standarder som anges av statliga standarder; den varierar något inom detta intervall. Att gå längre än GOST betraktas som ett fel, en olycka.

Strömbrytaren skär in fastråden i strömförsörjningen till lampor, uttag och andra konsumenter. När den elektriska rakapparaten först matas från uttaget och sedan tvättstøvsugaren, flyter i båda fallen en ström genom maskinen i en stängd krets mellan fas och noll.

Men i det första fallet är det relativt litet, och i det andra kommer det att vara betydande: dessa enheter skiljer sig i motstånd. De skapar en annan belastning. Dess värde övervakas ständigt av maskinens skydd, genom att stänga av det vid avvikelser från normen.

Hur ström flyter genom brytaren

Strukturellt är maskinen utformad så att strömmen verkar på sekventiellt placerade element. Dessa inkluderar:

• kabelanslutningsplintar med klämskruvar;

• strömkontakter med en mobil och stationär del;

• bimetal termisk frisättningsplatta;

• elektromagnet för kortslutningsströmavstängning;

• anslutning av strömkablar.

Den aktuella vägen genom effektbrytaren visas på bilden med konventionella röda pilar.

De rörliga effektkontakterna pressas mot de stationära kontakterna, vilket skapar en kontinuerlig elektrisk krets först efter att operatören manuellt har roterat reglage. En förutsättning för inkludering är frånvaron av nödsituationer i den kopplade kretsen. Om de visas börjar skyddet omedelbart arbeta med automatisk avstängning. Det finns inget annat sätt att slå på maskinen.

Men att bryta dessa kontakter genom att avaktivera tillgången till faspotential till konsumenter kan göras på två sätt:

• manuellt, tillbaka till utgångsläget av styrspaken;

• automatiskt från att utlösa skydd.

Hur konstruktionselement i en brytare skapas och fungerar

Strömkontakter

De är, liksom hela designen på brytaren, utformade för att överföra strikt begränsad ström. Det är omöjligt att överskrida det, för i motsatt fall kommer maskinen att misslyckas - den kommer att brinna.

Den tekniska egenskapen som begränsar den maximala effekten som passerar genom elkontakterna är en indikator som kallas "Ultimate break kapacitet." Det betecknas med indexet "Icu".

Värdet på den slutliga brytkapaciteten för effektbrytaren ställs in vid utformning av den från en standardströmserie, vanligtvis mätt i kiloamperes. Till exempel kan Icu vara 4 eller 6 eller till och med 100 eller mer kA.

Detta värde indikeras direkt på maskinens framsida, liksom andra egenskaper för inställningarna för de aktuella värdena.

Genom maskinens kontakter som visas på bilden kan en elektrisk ström från noll till 4000 ampere säkert passera. AB självtålar normalt den och stänger av den i händelse av en nödsituation i den anslutna ledningen med konsumenterna.

För detta ändamål har en åtskillnad införts mellan strömmarna som strömmar genom kraftkontakter till:

1. nominell och fungerande;

2. nödläge, inklusive överbelastning och kortslutningar.

Vad är effektströmmen för effektbrytaren

Varje maskin skapas för att fungera under vissa tekniska förhållanden. Det måste pålitligt säkerställa att driftsbelastningsströmmen passerar både genom den elektriska ledningen och genom de anslutna konsumenterna.

När man väljer en maskin för ett hushållsnätverk tar användarna ofta hänsyn till ledningsegenskaperna för ledningarna eller endast kraften hos elektriska apparater, vilket gör ett misstag: det är nödvändigt att göra en analys av båda dessa problem helt och hållet. För är en switch en automatisk enhet som redan är justerad för att fungera när vissa strömvärden nås.

När dessa förhållanden ännu inte har kommit och arbetsströmmen genom maskinen är mindre. än den nedre gränsen för frånkoppling är kraftkontakterna tillförlitligt stängda. Den övre gränsen för detta driftsområde kallas vanligtvis den nominella strömmen, som anger In.

Siffran "16" som visas på bilden innebär att strömmarna som passerar genom strömkontakterna, upp till och med 16 ampère, kommer att överföras pålitligt av effektbrytaren till de anslutna konsumenterna via elektriska ledningar.

Detta är en funktion av maskinen själv. Och ägaren till den elektriska installationen och servicelektrikern har en helt annan uppgift - att välja rätt effektbrytare för lasten och ledningarna i komplexet. I själva verket, när dessa 16 ampere överskrids, kommer avkopplingar från skydd att inträffa, som är konfigurerade för att fungera från olika strömmar som är "bundna" av elektriska algoritmer till det nominella värdet. Läs mer om det här -Val av brytare för en lägenhet, hus, garage

Hur skyddet fungerar

Alla strömmar som är högre än det nominella värdet utlöser skydd. De kallas snubbla strömmar, betecknade av Iav.

För automatisk avstängning i maskinens hölje är två typer av enheter monterade enligt olika avstängningsprinciper monterade:

1. upphettning och böjning av bimetalen med uttag av den mekaniska spärren från nätet;

2. slå ut spärren med en mekanisk chock vid elektromagnetens kärna.

Termisk frigöring

Det fungerar på grund av böjningen av den bimetalliska kompositplattan när den värms upp från strömmen som passerar genom den och kyls genom att värme tas bort i miljön.

Termisk energi som genereras av elektrisk ström genom den förbipasserande bimetalen appliceras på denna frisättning. Dess värde, som vi vet från Joule-Lenz-lagen, beror på:

1. kretsens elektriska motstånd;

2. strömstyrka;

3. och tiden för dess påverkan.

Av dessa tre parametrar förändras det elektriska motståndet i stabilitetsprocessen praktiskt taget. Det beaktas endast i teoretiska beräkningar. Vid lastomkoppling ändras strömmen plötsligt. Därför är två andra parametrar viktigare:

1. storleken på den elektriska strömmen;

2. tid för dess kurs.

De beaktas specialfunktioner, som kallas av dessa komponenter - tidsström.

Genom styrkan hos strömmen som strömmar genom maskinen och tiden för dess verkan bestäms inte bara driftzonen för den termiska frisättningen, utan också den elektromagnetiska avstängningen.

Grunden för beräkningarna är värdet på den nominella strömmen som valts för effektbrytarens design. Skyddets funktion är knuten till dess mångfald - förhållandet mellan den passerade strömmen och den nominella strömmen.

Eftersom strömskyddets strömskydd fungerar över den nominella strömmen är strömmultipliteten alltid I ​​/ In> 1.

Elektromagnetisk avstängning

Skyddsarbetet är baserat på den ständiga redovisningen av strömmar som passerar genom svängningarna av elektromagnetlindningarna. När lastens storlek inte överskrider det beräknade nominella värdet, skapar strömmarna i varje tur ett totalt magnetfält som inte kan övervinna hållkraften hos den mekaniska stången inuti magnetventilhuset.

Huvudet på den rörliga skjutaren dras inåt, och den rörliga effektkontakten hos brytaren pressas pålitligt till den stationära delen.

När styrkan hos den förbipasserande strömmen överstiger börvärdets nominella ström kommer det totala magnetfältet som bildas inuti spolen abrupt att övervinna stavhållkraften. Han skjuter och med ett kraftigt slag träffar spärren, drar den ur växeln.

Som ett resultat av strejken kastas strömbrytarens rörliga effektkontakt kraftigt av mekanisk energi från den stationära en - den elektriska kretsen bryts och matningsspänningen tas bort från den anslutna kretsen.

Hur konfigureras kretsbrytarskydd?

För att maskinen tydligt ska motstå den nominella strömmen utan att skapa falska positiver, är dess skydd inställd på de beräknade värdena.

Termisk frigöring

När du väljer standardströminställningen beaktas arten på den anslutna lasten och beräknas enligt formeln Iust = kr ∙ kn ∙ In, där kr = 1,1, och kn tar hänsyn till driftsförhållandena. Den är inställd inom:

• 1.1 ÷ 1.3 för kretsar med kortvarig överbelastning från startande elmotorer eller liknande enheter;

• 1,1 - för resistiva kretsar utan överbelastning eller för drift av likströmskretsar.

Tänk som ett exempel på den skyddande egenskapen för den termiska frisättningen av en gammal A3120-brytare.

I det aktuella avsnittet från 1,3 till 10 gånger representeras In-karakteristiken av kurvan "a", operationen utförs med en tidsfördröjning, vilket skapar en reserv för arbete för anslutna elektriska apparater. Med en ökad belastning minskar deras avstängningstid från några minuter till en sekund.

Vid en tiofaldig belastning inaktiverar den termiska frisättningen A3120 kraftkontakterna med en tid av cirka 0,01 sekunder med en liten variation i parametrarna som visas i diagrammet med den ljusröda färgzonen. Över tio gånger ökningen av driftströmmar kan inte påskynda skyddet på grund av de mekaniska egenskaperna hos effektbrytarens design.

Elektromagnetisk avstängning

Parametrarna för tidsströmkaraktäristiken för det elektromagnetiska avstängningsorganet justeras också enligt den nominella strömmen. I hushållsmaskiner är den omedelbara trippströmmen uppdelad i tre klasser:

1. In, ligger inom 3 ÷ 5 In;

2. С - 5 ÷ 10 In;

3. D - 10 ÷ 20 in.

För industritekniska apparater skapas effektbrytare med klasser:

• A, utlöst vid lägre strömmar än 3In;

• E och F - vid större multiplar än 20In inom olika gränser.

Den beskrivna arbetsklassen för inhemska automatmaskiner legaliseras av kraven i GOST R 50345—2010. Utländska tillverkare använder också en liknande uppdelning av omedelbara avbrott, men nuvarande standarder och avstängningstider kan variera, fastställs av deras lands standarder eller IEC 60947-2.

Nuvarande begränsande klass

Hastigheten för det omedelbara strömskyddet för strömbrytaren är knuten till frekvensen av sinusformad harmonik i det industriella nätverket och indikeras av ett av siffrorna: 1, 2 eller 3. Den här figuren visar delen av halvvågen av standardharmoniken under vilken resan ska ske.

Den strömbegränsande maskinen 3 är den snabbaste - den fungerar i 1/3 av halvcykeln. Karaktäristisk 2 anger halvan och 1 - halvvågens hela längd.

Villkor för begränsning av strömmar som går genom en brytare

En viktig punkt i driften av kretsbrytare som arbetar med belastningsströmmar är övervägandet av den kopplade kretsen, som redan har ett visst motstånd. Dess värde kommer att begränsa driften av avbrottet i nödläge, och vid någon tidpunkt tillåter det inte att spänningen från skadad utrustning tas bort i rätt tid.

Ett exempel på en sådan sektion är det aktiva motståndet för lindningen av källan till tillförseltransformatorn med alla anslutna kärnor av kablar och ledningar i det elektriska nätverket, monterade på terminalblock och klämmor i kopplingslådor och paneler upp till kontakterna i lägenhetsuttaget. Dess experter ringer slingfas noll.

För att ta hänsyn till dess värde med korrekt inställning och drift av effektbrytaren används specialanordningar - motståndsmätare för denna slinga.

Deras mätning gör att du kan ta hänsyn till korrigering som introducerats av trådarnas ytterligare motstånd, vilket innebär att du exakt kan ta hänsyn till strömmarna som passerar i nödläge genom strömkontakterna och skyddsbrytaren.

Hur effektbrytaren kontrolleras för strömmar som passerar genom den

Efter tillverkning kan alla tillverkares produkter transporteras över långa sträckor eller lagras i lager under lång tid innan de installeras i en elektrisk krets. Under denna tid är en minskning av dess kvalitet möjlig på grund av brott mot tekniska egenskaper.

Därför måste brytare, när de installeras i en krets innan den tas i drift, genomgå en hälsokontroll, som vanligtvis kallas lastning.

För detta ändamål monteras ett speciellt schema för lastning av maskinen i det elektriska laboratoriet eller en av de många konstruktionerna av stationära eller bärbara stativ används.

Strömbrytaren kontrolleras för den nominella ström som anges på huset. Den måste stå emot dess värde under lång tid.

Sedan utsätts maskinen för överbelastning och kortslutningsströmmar, som den måste tåla under drift. Samtidigt mäts och registreras tydligt:

1. driftströmmar för skydd mot termisk frisättning och strömavbrott;

2. stänger av maskinen från simuleringen av en nödsituation.

Vissa maskiner kan du justera utgångsparametrarna under lastning. Till exempel har vissa typer av termiska utlösningar en skruvfäste, som gör att du kan justera börvärdet för driften av bimetallplattan inom vissa gränser.

Alla uppmätta egenskaper registreras med hög noggrannhet med mätinstrument och registreras i verifieringsprotokollet jämfört med kraven i GOST. Efter analysen utfärdas ett intyg med en slutsats om lämplighet.

Om du laddar maskinen under last kan du identifiera äktenskap, förhindrar fall av bränder och elektriska skador.

Sålunda beaktas strömmarna som går genom brytare vid konstruktion, produktion, testning och drift. För detta beaktas villkoren som krävs av GOST:

• nominell ström;

• överbelastning;

• kortslutningsström;

• trippströmskydd;

• felavstängningstid.