Aké sú typy a typy ističov v elektrických sieťach

Hlavným rozdielom medzi týmito spínacími zariadeniami od všetkých ostatných podobných zariadení je komplexná kombinácia schopností:

1. udržiavať menovité zaťaženie v systéme po dlhú dobu vďaka spoľahlivému prenosu silných prúdov elektriny cez jeho kontakty;

2. chrániť prevádzkové zariadenia pred náhodným poškodením v elektrickom obvode rýchlym odpojením napájacieho zdroja od neho.

Za normálnych prevádzkových podmienok zariadenia môže operátor manuálne spínať záťaž pomocou ističov, pričom:

• rôzne schémy napájania;

• zmeniť konfiguráciu siete;

• vyradenie zariadenia z prevádzky.

Núdzové situácie v elektrických systémoch vznikajú okamžite a spontánne. Osoba nie je schopná rýchlo reagovať na svoj vzhľad a prijať opatrenia na ich odstránenie. Táto funkcia je priradená automatickým zariadeniam zabudovaným do ističa.

V elektrine sa akceptuje rozdelenie elektrických systémov podľa typu prúdu:

• trvalé;

• striedavý sínusový.

Okrem toho existuje klasifikácia zariadení podľa veľkosti napätia pre:

• nízke napätie - menej ako tisíc voltov;

• vysoké napätie — všetko ostatné.

Pre všetky typy týchto systémov sú vytvorené vlastné ističe určené na opakovanú prevádzku.

AC obvody

Táto kategória kľúčov má obrovský sortiment modelov vyrábaných modernými výrobcami. Je klasifikovaný podľa sieťového napätia a prúdového zaťaženia.

Elektrické zariadenia do 1000 voltov

Podľa výkonu prenášanej elektriny sa automatické spínače v obvodoch striedavého prúdu bežne delia na:

1. modulárny;

2. v lisovanom puzdre;

3. výkon vzduchu.

Modulárne návrhy

Špecifický dizajn v podobe malých štandardných modulov s násobkom šírky 17,5 mm určuje ich názov a prevedenie s možnosťou montáže na Din-lištu.

Vnútorná štruktúra jedného z týchto ističov je znázornená na fotografii. Jeho telo je vyrobené výhradne z odolného dielektrického materiálu, ktorý eliminuje elektrický šok osobe.

Napájacie a výstupné vodiče sú pripojené k hornej a dolnej svorkovnici. Na manuálne ovládanie stavu spínača je nainštalovaná páka s dvoma pevnými polohami:

• horný je určený na napájanie prúdu cez uzavretý napájací kontakt;

• nižšie — poskytuje prerušenie elektrického obvodu.

Každý z týchto strojov je určený na nepretržitú prevádzku pri určitej hodnote menovitý prúd (Yin). Ak sa zaťaženie zväčší, napájací kontakt sa preruší. Na tento účel sú vo vnútri krabice umiestnené dva typy ochrany:

1. tepelné uvoľnenie;

2. prerušenie prúdu.

Princíp ich činnosti umožňuje vysvetliť časovú prúdovú charakteristiku, ktorá vyjadruje závislosť doby činnosti ochrany od záťaže alebo poruchového prúdu, ktorý ňou prechádza.

Graf zobrazený na fotografii je uvedený pre jeden konkrétny istič, keď je hraničná prevádzková zóna zvolená na 5 ÷ 10 násobok menovitého prúdu.

V prípade počiatočného preťaženia tepelné uvoľnenie z bimetalová doska, ktorý sa so zvýšeným prúdom postupne zahrieva, ohýba a pôsobí na vypínací mechanizmus nie okamžite, ale s určitým časovým oneskorením.

Umožňuje teda malé preťaženia spojené s krátkodobým pripojením používateľov k samoodstráneniu a eliminácii zbytočných odstávok. Ak záťaž poskytuje kritické zahrievanie vedenia a izolácie, napájací kontakt je prerušený.

Keď sa v chránenom obvode vyskytne núdzový prúd, ktorý je schopný spáliť zariadenie svojou energiou, potom vstúpi do činnosti elektromagnetická cievka. Impulzom v dôsledku zvýšeného zaťaženia, ku ktorému došlo, hodí jadro na vypínací mechanizmus, aby okamžite zastavil režim mimo hraníc.

Graf ukazuje, že čím sú skratové prúdy vyššie, tým rýchlejšie sú spúšťané elektromagnetickou spúšťou.

Na rovnakých princípoch funguje aj domáci automatický parný chránič.

Pri prerušení veľkých prúdov vzniká elektrický oblúk, ktorého energia môže spáliť kontakty. Na elimináciu jeho účinku sa v ističoch používa zhášacia komora oblúka, ktorá rozdeľuje oblúkový výboj na malé prúdy a chladením ich zháša.

Viacnásobné výrezy modulárnych štruktúr

Magnetické spúšte sú vyladené a prispôsobené tak, aby fungovali so špecifickými záťažami, pretože pri svojom spustení vytvárajú rôzne prechodné javy. Napríklad pri zapínaní rôznych svietidiel sa krátkodobý nábehový prúd vplyvom meniaceho sa odporu vlákna môže priblížiť k trojnásobku menovitej hodnoty.

Preto je pre skupinu zásuviek bytov a svetelných okruhov zvykom voliť automatické spínače s prúdovo-časovou charakteristikou typu «B». To je 3 ÷ 5 palcov.

Indukčné motory pri otáčaní hnaného rotora spôsobujú väčšie preťaženie. Pre nich vyberte stroje s charakteristikou «C» alebo — 5 ÷ 10 In. Vďaka vytvorenej rezerve času a prúdu umožňujú otáčanie motora a zaručený prechod do prevádzkového režimu bez zbytočných odstávok.

V priemyselnej výrobe, na strojoch a mechanizmoch na obrábanie kovov, sú zaťažené pohony spojené s motormi, ktoré spôsobujú zvýšené preťaženie. Na tieto účely sa používajú automatické spínače s charakteristikou «D» s hodnotením 10 ÷ 20 In. Dobre sa osvedčili pri práci v obvodoch s aktívnymi indukčnými záťažami.

Okrem toho majú stroje ďalšie tri typy štandardných charakteristík časového prúdu, ktoré sa používajú na špeciálne účely:

1. "A" — pre dlhé vedenie s aktívnou záťažou alebo ochranou polovodičových zariadení s hodnotou 2 ÷ 3 In;

2. "K" – pre vyjadrené indukčné zaťaženia;

3. «Z» — pre elektronické zariadenia.

V technickej dokumentácii rôznych výrobcov sa limitná hodnota pre posledné dva typy môže mierne líšiť.

Lisované ističe

Táto trieda zariadení dokáže spínať vyššie prúdy ako modulárne konštrukcie. Ich zaťaženie môže dosiahnuť hodnoty až 3,2 kiloampéra.

Vyrábajú sa podľa rovnakých princípov ako modulové konštrukcie, ale s prihliadnutím na zvýšené požiadavky na prenášanie zvýšeného zaťaženia sa im snažia dať relatívne malé rozmery a vysokú technickú kvalitu.

Tieto stroje sú určené na bezpečnú prevádzku v priemyselných zariadeniach. Podľa hodnoty menovitého prúdu sú podmienene rozdelené do troch skupín so schopnosťou spínať záťaže do 250, 1000 a 3200 ampérov.

Konštrukčné riešenie ich tela: troj- alebo štvorpólové modely.

Výkonové vzduchové spínače

Pracujú v priemyselných inštaláciách a odolávajú veľmi silným prúdom až do 6,3 kiloampérov.

Ide o najkomplexnejšie zariadenia na spínanie nízkonapäťových zariadení.Slúžia na obsluhu a ochranu elektrických systémov ako vstupné a výstupné zariadenia pre silnoprúdové rozvody a na pripojenie generátorov, transformátorov, kondenzátorov alebo výkonných elektromotorov.

Schematické znázornenie ich vnútornej štruktúry je znázornené na fotografii.

Tu sa teraz používa dvojité odpojenie napájacieho kontaktu a na každej strane rozpojenia sú inštalované zhášacie komory s mriežkami.

Algoritmus činnosti zahŕňa uzatváraciu cievku, uzatváraciu pružinu, motorový pohon pružiny a automatizačné prvky. Na monitorovanie prúdového zaťaženia je integrovaný prúdový transformátor s ochrannou a meracou cievkou.

Elektrické zariadenia nad 1000 voltov

Ističe pre vysokonapäťové zariadenia sú veľmi zložité technické zariadenia a sú vyrobené striktne individuálne pre každú triedu napätia. Bežne sa používajú trafostaníc.

Sú na ne kladené tieto požiadavky:

• vysoká spoľahlivosť;

• bezpečnosť;

• produktivita;

• jednoduchosť použitia;

• relatívne ticho počas prevádzky;

• optimálna cena.

Náklad, ktorý sa láme vysokonapäťové ističe v prípade núdzového zastavenia sprevádzaného veľmi silným oblúkom. Na jeho hasenie sa používajú rôzne metódy vrátane prerušenia okruhu v špeciálnom prostredí.

Tento prepínač obsahuje:

• kontaktný systém;

• zariadenie na zhášanie oblúka;

• živé časti;

• izolované bývanie;

• hnací mechanizmus.

Jedno z týchto spínacích zariadení je znázornené na fotografii.

Pre kvalitnú prevádzku obvodu v takýchto štruktúrach zvážte okrem prevádzkového napätia:

• menovitá hodnota záťažového prúdu pre jeho spoľahlivý prenos v zapnutom stave;

• maximálny skratový prúd pri ef. hodnota, ktorú vypínací mechanizmus vydrží;

• prípustná zložka aperiodického prúdu v čase poruchy obvodu;

• schopnosti automatického opätovného zatvárania a dva cykly AR.

Podľa spôsobov hasenia oblúka počas vypnutia sa spínače delia na:

• maslo;

• vákuum;

• vzduch;

• plyn SF6;

• autoplyn;

• elektromagnetické;

• autopneumatické.

Pre spoľahlivú a pohodlnú prevádzku sú vybavené pohonným mechanizmom, ktorý môže využívať jeden alebo niekoľko druhov energie alebo ich kombinácie:

• zdvihnutá pružina;

• zdvihnuté bremeno;

• tlak stlačeného vzduchu;

• elektromagnetický impulz zo solenoidu.

V závislosti od podmienok použitia môžu byť vytvorené so schopnosťou pracovať pri napätiach od jedného do 750 kilovoltov vrátane. Prirodzene, majú iný dizajn. rozmery, možnosti automatického a diaľkového ovládania, nastavenia ochrany pre bezpečnú prevádzku.

Pomocné systémy takýchto ističov môžu mať veľmi zložitú rozvetvenú štruktúru a môžu byť umiestnené na prídavných paneloch v špeciálnych technických budovách.

DC obvody

Tieto siete majú tiež obrovské množstvo prepínačov s rôznymi schopnosťami.

Elektrické zariadenia do 1000 voltov

Sú tu masívne prezentované moderné modulárne zariadenia montovateľné na DIN lištu.

Úspešne dopĺňajú triedy starých strojov tohto typu AP-50, AE a podobne, ktoré boli pripevnené na steny panelov skrutkovými spojmi.

Modulárne konštrukcie jednosmerného prúdu majú rovnakú štruktúru a princíp fungovania ako ich náprotivky so striedavým prúdom. Môžu byť vykonávané jednou alebo viacerými jednotkami a vyberajú sa podľa zaťaženia.

Elektrické zariadenia nad 1000 voltov

Vysokonapäťové jednosmerné ističe sa používajú v elektrolýzach, hutníckych priemyselných zariadeniach, železničnej a mestskej elektrifikovanej doprave a elektrárňach.

Hlavné technické požiadavky na prevádzku takýchto zariadení zodpovedajú ich náprotivkom so striedavým prúdom.

Hybridný istič

Vedcom zo švédsko-švajčiarskej spoločnosti ABB sa podarilo vyvinúť vysokonapäťový jednosmerný istič, ktorý vo svojom zariadení kombinuje dve výkonové štruktúry:

1.plyn SF6;

2. vákuum.

Nazýva sa hybridný (HVDC) a využíva technológiu sekvenčného zhášania oblúka v dvoch médiách súčasne: fluoride sírový a vákuum. Na tento účel je zostavené nasledujúce zariadenie.

Napätie sa privádza na hornú zbernicu hybridného vákuového ističa a odstraňuje sa zo spodnej zbernice ističa SF6.

Napájacie zdroje dvoch spínacích zariadení sú zapojené do série a ovládané ich samostatnými pohonmi. Aby mohli pracovať súčasne, bolo vytvorené synchronizované súradnicové riadiace zariadenie, ktoré cez optický kanál prenáša príkazy do nezávisle napájaného riadiaceho mechanizmu.

Vďaka použitiu vysoko presných technológií mohli konštruktéri dosiahnuť koordináciu akcií pohonov oboch pohonov, ktorá sa zmestí do časového intervalu menej ako jedna mikrosekunda.

Istič je ovládaný reléovou ochranou zabudovanou do elektrického vedenia cez opakovač.

Hybridný istič umožnil výrazne zvýšiť účinnosť kompozitných SF6 a vákuových štruktúr využitím ich kombinovaných charakteristík. Zároveň bolo možné realizovať výhody oproti iným analógom:

1. schopnosť spoľahlivo vypnúť skratové prúdy pri vysokom napätí;

2. možnosť malého úsilia na vykonanie prepínania výkonových prvkov, čo umožnilo výrazne znížiť rozmery a tým aj cenu zariadenia;

3. dostupnosť splnenia rôznych noriem na vytváranie štruktúr fungujúcich ako súčasť samostatného ističa alebo kompaktných zariadení jednej rozvodne;

4.schopnosť eliminovať účinky rýchlo rastúceho stresu počas zotavovania;

5. Možnosť vytvorenia základného modulu pre prácu s napätím do 145 kilovoltov a viac.

Charakteristickým rysom dizajnu je schopnosť prerušiť elektrický obvod za 5 milisekúnd, čo je takmer nemožné urobiť s napájacími zariadeniami iného dizajnu.

Hybridný istič bol zaradený medzi desať najlepších noviniek roka podľa MIT (Massachusetts Institute of Technology) Technology Review.

Podobným výskumom sa zaoberajú aj ďalší výrobcovia elektrických zariadení. Dosiahli aj isté výsledky. ABB je však v tejto veci pred nimi. Jej vedenie sa domnieva, že jej veľké straty spôsobuje striedavý prenos. Tie je možné výrazne znížiť použitím jednosmerných vysokonapäťových obvodov.