Схема работы проходного выключателя: Проходной выключатель: принцип работы, устройство, назначение

Схема подключения проходного выключателя, принцип работы проходных выключателей

Проходной выключатель представляет собой устройство основной целью которого является управление одним источником света (люстрой) с двух разных мест. Проходной выключатель внешне ни чем не отличается от обычного и выполняет те же функции — разрывает или замыкает цепь освещения.

Однако контактный механизм проходного выключателя отличается от обычного тем, что в обычном при отключении подвижный контакт разорвав цепь остается в незадействованном положении, а в проходном подвижный контакт всегда задействован.

При нажатии кнопки вкл/откл подвижный контакт проходного выключателя перекидывается из одного контакта на другой, создавая при этом условия для новой цепи в дальнейшем. Собственно по этой причине проходные выключатели по другому называют перекидными.

Где применяются проходные выключатели

В процессе монтажа или реконструкции электропроводки необходимым условием проектирования является не только надежность, но и удобство использования и расположения ее элементов управления (розеток и выключателей).

1) Проходные выключатели актуальны для применения в многоэтажных помещениях. К примеру установив в доме проходной выключатель на первом и втором этаже можно управлять освещением (включать/отключать свет) с того этажа на котором вы находитесь.

2) Применение проходных выключателей в коридорах также очень удобно. Установив их на разных концах коридора можно включить освещение вначале коридора, а выключить в конце.

3) Наверняка многие сталкивались с необходимостью вставать в спальне с кровати, чтобы выключить свет, когда выключатель располагался у входа в спальню. Установив два проходных выключателя один возле входа в комнату, второй возле кровати, вы избавитесь от этого неудобства.

Схема подключения и принцип работы проходного выключателя

Давайте рассмотрим схему подключения и принцип работы проходного выключателя, или как его еще называют переключатель, так как многие зачастую думают, что он сложен по своей конструкции.

Управление лампой из двух мест

Представим, что у нас имеется длинная комната или коридор, на одном конце которого установлен проходной выключатель 1 (В-1), а на другом конце проходной выключатель 2 (В-2).

В нормальном состоянии у нас люстра не горит (переключающий элемент В-1 находится в положении 1.1–1.3, а В-2 в положении 2.1–2.2) нет замкнутого контура, по которому проходил бы электрический ток.

Рис 1. Схема управления источником света из двух мест.

Если переключить В-1 (не зависимо от того в каком он был положении вкл/выкл) то у нас образуется замкнутый контур по участку 1.1–1.2 – 2.2–2.1, в результате этого люстра будет гореть. При переключении В-2 (переключающий элемент проходного В-2 будет находится в положении 2.1-2.3) – люстра погаснет.

Управление лампой из трех мест

Управлять источником света (лампой, люстрой) можно не только из двух но и из трех различных мест (комнат). Для этого нужно немного модернизировать рассмотренную выше схему управления.

При необходимости управлять источником света (лампой, люстрой) из трех мест необходимо в схему добавить один перекрестный переключатель.

Работает схема следующим образом. В комнате 1 установлен проходной выключатель 1 (В-1), в комнате 2 устанавливается проходной выключатель 2 (В-2), в комнате 3 установлен перекрестный переключатель 3.

Рис 2 Схема управления источником света из трех мест.

На рисунке контакты выключателей расположены таким образом что лампа не горит. Представим ситуацию когда в комнате 1 кто-то переключает В-1. Образуется замкнутая цепи по пути 1.1-1.2-3(1)-3(2)-2.2-2.1 и лампа горит.

Если переключить В-2 в комнате 2 с положения 2.1-2.2 на положение 2.1-2.3 то цепь разомкнется и лампа гореть не будет. При необходимости включить свет в комнате 3 достаточно переключить перекрестный переключатель и лампа начнет гореть по цепи 1.1-1.2-3(1)-3(3)- 2.3-2.1.

Похожие материалы на сайте:

• Подключения выключателя с подсветкой
• Как установить проходной выключатель

Добавить комментарий

Принцип работы проходного выключателя

Для повышения комфортности и удобства при эксплуатации осветительных приборов применяется проходной выключатель: схема подключения наглядно отображает принцип работы коммутирующего устройства. С его помощью можно осуществлять управление освещением помещения из любой его точки. Проходные выключатели используются для организации управления светильниками из нескольких мест.

• Конструкция и принцип работы проходного выключателя
• Где размещают устройство?
• Управление осветительным прибором с нескольких точек
• Схема подключение светильника из двух мест
• Сфера применения проходного выключателя
• Разновидности и условные обозначения на схемах
• Порядок подключения

Конструкция и принцип работы проходного выключателя

Проходные выключатели предназначены для включения и выключения освещения из разных концов помещения или лестничного марша. Имеется в виду то, что включить свет можно, например, при входе в комнату, а выключить – в другой ее части. Такой принцип действия позволяет существенно экономить электроэнергию.

Включение света из разных мест не только очень удобно, но еще и позволяет довольно существенно экономить электроэнергию

Проходной выключатель по внешнему виду не отличается от обычного. На его лицевой подвижной панели также изображены стрелочки вверх-вниз. Обычный выключатель оснащен одним входом и одним выходом.  В отличие от этого проходное устройство имеет один вход и два выхода. Это свидетельствует о том, что здесь не разрывается ток, а перенаправляется на любой из выходов.

Несмотря на то, что опытные электрики на глаз смогут определить проходной выключатель, надежные производители выпускают изделия с нарисованной электрической схемой двойного проходного выключателя, тройного или одинарного, которая располагается под корпусом устройства.

Определить, что перед глазами именно одинарное проходное устройство, можно также при осмотре клемм с медными контактами. Их должно быть три. Для того чтобы убедиться, что клеммы между собой не перепутаны, следует воспользоваться мультиметром. Прибор следует поставить в режим подачи звукового сигнала и прозвонить его вход и выход. Если при касании к контакту мультиметр издает сигнал, контакт в этом месте присутствует.

Схема распределения связей в сети

Еще одним отличием от простого выключателя является наличие у проходного устройства трехжильной коммутации, а не двухжильной, как у обычного. Это своего рода переключатель, который перенаправляет напряжение от одного контакта на другой.

Проходные выключатели обычно работают в паре для управления за одним источником света. К каждому подводится ноль и фаза. Изменение положения клавиши выключателя способствует замыканию цепи, что заставляет загореться лампочку. При выключении первого или второго переключателя проводок фазы размыкается, а контакт парного выключателя замыкается, и свет гаснет. То есть когда на обоих устройствах клавиши находятся в одном положении, освещение включается, в разных — выключается.

Управлять освещением можно не только из двух мест, но и трех и более. Для этого в общую схему подключения проходного выключателя с двух мест необходимо добавить один или несколько перекрестных переключателей.

Где размещают устройство?

Как правило, проходные коммутаторы монтируют в различных зонах, чтобы их было удобно использовать.

Чаще всего стандартные проходные выключатели с одной или двумя клавишами размещают в таких точках:

1. По обеим сторонам узкого коридора. Если в центре располагается дверца, то возле нее тоже получится установить устройство.
2. В просторных спальных. Так, один выключатель можно по стандарту установить на расстоянии 30-40 сантиметров от дверного косяка, а другой над кроватью.
3. На лестничной площадке.
4. Вдоль тропинки во дворе частного дома. Ведь будет удобно вечером выйти на прогулку, а при необходимости включать и выключать свет по пути.
5. В залах большой площади, где имеется несколько входов по сторонам.

Использование проходного коммутатора целесообразно не только для экономии электричества, но также необходимо для безопасности передвижения. Получается, что единственным недостатком является сложность установки для некоторых мастеров.

Управление осветительным прибором с нескольких точек

Существует несколько схем, которые позволяют выполнить монтаж переключателя в разных точках комнаты.

Простейшая схема предполагает расположение выключателей по сторонам в одной линии. Если требуется организовать несколько мест, то уже придется спроектировать сложную схему электропроводки.

Пример установки светильника с управлением из разных точек

Схема подключение светильника из двух мест

Поскольку это простая схема, для коммутации понадобится приобрести два классических переключателя и провода. Конечно, здесь еще потребуется придерживаться техники безопасности при проведении электромонтажных работ. Ведь это не только гарантия правильной эксплуатации оборудования, но и возможность избежать поражения током.

Несложная схема установки проходного выключателя, которая используется для монтажа в длинных прихожих, на лестницах

При использовании обычного выключателя используется просто замыкание/размыкания сети, а проходного зависит от использования двух.

Рассмотрев схему можно заметить наличия трех клемм: для фазы, и две «управляющие» линии.

И соответственно при переключении состояния одного из выключателей происходит выключение/включение света.

Сфера применения проходного выключателя

Их используют в больших помещениях или протяженных помещениях с различными входами.

ГлавнЫм преимуществом их применения является способность производить включение/отключение света и электроприборов с различных мест. Очень удобно применение проходного переключателя на лестничных пролетах.

Также выключатель возможно установить в спальной комнате, чтобы можно было включать свет при входе в комнату, а выключать уже в постели.

Разновидности и условные обозначения на схемах

Существуют различные виды переключателей, которые зависят от условия использования. Для установки в стене и снаружи — 2-ой вариант считается лучше, ввиду того, что с прошествием времени не будет наблюдаться угасания соединительного сигнала. Для возможности включения из одного места нескольких источников света используют двойные и т.п. варианты переключателей.

В случае появления потребности переключения света из 3-х и большего количества мест необходимо применять схему подключения с одновременным использованием переключателей проходного и перекрестного типа.

По варианту управления они, как и стандартные бывают клавишными, сенсорными или с дистанционным управлением. На схемах они обозначаются, как и обычные только с разверткой в обе стороны.

Порядок подключения

• Как правило, прокладка проводов для монтажа любых элементов проводки осуществляется в ходе масштабных ремонтных работ, включающих в себя укладку кабелей в штробах, а также подготовку и установку монтажных коробок для выключателей. Чтобы обеспечить надежное подключение контактов устройства к проводам они должны выступать за край коробки как минимум на 60 мм.
• Если работы по прокладке проводов и монтажу установочных коробок уже были проведены, то следует подготовить их к установке выключателей. Для этого нужно освободить концы всех проводов (их количество зависит от конструкции выключателя) от изоляции на 50-150 см.
• Первое, что следует сделать – это отключить напряжение на элементах электрической проводки при помощи автоматического выключателя, установленного на входе в квартиру. Перед тем, как приступать к выполнению любых действий с элементами электрической проводки, необходимо убедиться в отсутствии напряжения с помощью индикаторной отвертки или тестера.
• Провода подсоединяются к клеммам с использованием маркировки, нанесенной на корпус изделия. При этом входящий провод обозначается буквой L (L1 и L2 если выключатель двухклавишный), а выходящие – стрелками. Иногда на заднюю часть корпуса наносится схема подключения. Порядок присоединения проводов не имеет особого значения, это можно сделать в любом порядке.
• Рабочая часть выключателя вставляется в коробку и фиксируется при помощи раздвижных лавок или зажимов.
• Выполняется монтаж пластиковой рамки на лицевую часть устройства.
• Устанавливается клавиша (или клавиши).
• На последнем этапе необходимо сделать контрольное включение каждого устройства чтобы убедиться в работоспособности схемы.
•  

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Автоматический выключатель

— Принцип работы, типы и советы по безопасности

Дома или на работе часто случаются внезапные сбои в электроснабжении, которые, если их не устранить быстро, могут нанести значительный ущерб электрической инфраструктуре места, иногда даже вызывая опасные аварии и пожары, которые могут закончиться разрушительными последствиями.

Для предотвращения таких ситуаций в электроустановках используется несколько систем защиты, таких как предохранитель, разрядник   и автоматический выключатель   , последний является центральным компонентом хорошо защищенной электрической системы.

В этом руководстве вы узнаете больше о работе этого устройства, его важности и его типах, существующих на рынке, а также о других полезных деталях для безопасности ваших электрических установок и вашей собственной безопасности.

Что делает автоматический выключатель?

Возьмем в качестве примера дом. В доме есть главная электрическая цепь, состоящая из нескольких второстепенных цепей. Эта цепь в вашем доме питается от электричества, которое поступает от электростанции.

В нормальных условиях электрический ток регулируется в безопасных пределах или пределе напряжения (электрического давления), который в США составляет 120 вольт ± 6% . Это необходимо, поскольку избыток электрического заряда может повредить различные компоненты конструкции.

Но иногда и по разным причинам электрический заряд может увеличиться до уровня, превышающего допустимый для цепи, что может привести к повреждению цепи и подключенных к ней устройств, а также к возникновению пожара.

Основной функцией автоматических выключателей является постоянная «проверка» того, что электрический заряд не превышает пределов безопасности, и, если это так, автоматическое прекращение работы электрической цепи во избежание повреждения электроустановки в целом.

Принцип работы автоматических выключателей

Внутри автоматические выключатели в основном состоят из пар металлических контактов, как фиксированных, так и подвижных, в дополнение к рабочей катушке.

В нормальных условиях – замкнутая цепь – эти контакты соприкасаются друг с другом, пропуская электрический ток. Эти подвижные контакты удерживаются вместе благодаря механическому давлению другого механизма, например, пружины или сжатого воздуха.

Это давление на подвижные контакты возможно благодаря потенциальной энергии, запасенной в упомянутом механизме давления. Когда в электрической цепи возникает перегрузка, рабочая катушка заряжается энергией, а плунжер, соединенный с механизмом подвижных контактов, позволяет высвободить энергию, запасенную в этом механизме, позволяя также разъединиться подвижным контактам.

Когда подвижные контакты расходятся, цепь внутри автоматического выключателя размыкается, прерывая подачу тока и защищая систему от дальнейшего повреждения.

Однако важно, чтобы вы также понимали концепцию «дуги».

Когда электрический ток проходит через воздушный зазор от компонента под напряжением к нейтральному компоненту, возникает плазменный разряд, известный как дуга.

Например, молния представляет собой очень большую дугу, пересекающую атмосферное пространство от облака к земле или к другому облаку.

Дуговой разряд может также возникать в бытовой электропроводке, а также в автоматических выключателях во время работы, что может привести к их повреждению и вызвать пожар, если дуга не контролируется.

Таким образом, механизм автоматических выключателей также направлен на предотвращение или контроль, насколько это возможно, образования этих электрических дуг.

Типы автоматических выключателей

На рынке представлены различные типы автоматических выключателей, но в целом все они работают по одному и тому же основному принципу, который уже описан выше. Различие между моделями состоит, в основном, в типе механизма, используемого для включения разъединения подвижных контактов и управления генерацией электрической дуги.

1. Автоматические выключатели в литом корпусе (MCCB)

Автоматические выключатели в литом корпусе

в основном используются в цепях низкого напряжения. В этой модели все токоведущие части, механизмы и коммутационные аппараты, заделаны внутрь литой коробки или коробки выключателя из изоляционного материала.

MCCB часто используются в качестве первого выбора в системах переменного (AC) или постоянного (DC) тока в промышленности, и их основными преимуществами являются их универсальность для интеграции с другими устройствами управления, их низкие затраты на техническое обслуживание и их небольшие размеры.

2. Вакуумные автоматические выключатели (VCB)

В VCB прерывание электрического тока происходит внутри конструкции, обычно сделанной из керамики, известной как «вакуумный блистер». Этот блистер полностью изолирован и обеспечивает высокий уровень вакуума внутри.

Внутри этого блистера находятся неподвижные и подвижные контакты. Электрическая дуга начинается, когда контакты разъединяются, и благодаря вакууму и диэлектрической прочности (электрической изоляции) в конструкции тепло, выделяющееся во время дуги, быстро гасится.

Основным преимуществом VCB является то, что они значительно снижают риск возгорания и требуют меньше обслуживания.

3. Воздушные автоматические выключатели (ACB)

Воздушный автоматический выключатель имеет внутри резервуар для сжатого воздуха. Этот воздух выпускается через сопло и создает высокоскоростную струю воздуха. Этот воздух используется для гашения дуги.

ACB обычно используются в полевых службах высокого и среднего напряжения, как правило, до 15 кВ или для наружных линий до 220 кВ или более, в зависимости от типа.

Их основными преимуществами являются небольшой размер c, быстрое время отклика, минимальное техническое обслуживание и значительное снижение риска возгорания.

4. Масляные автоматические выключатели (OCB)

OCB являются старейшими типами автоматических выключателей и используют масло в качестве изолирующей среды для гашения дуги.

В этой модели контакты переключателя находятся в изоляционном масле, и при возникновении неисправности в системе контакты переключателя размыкаются внутри масла. Развивающаяся дуга образует вокруг себя пузырек водорода, а создаваемое давление предотвращает случайное повторное зажигание дуги.

Основное его преимущество в том, что он не требует специальных устройств для контроля электрической дуги, кроме того, что масло обеспечивает изоляцию между контактами после гашения дуги.

5. Автоматические выключатели с гексафторидом серы (SF6CB)

Основная особенность SF6CB заключается в том, что они используют в своей работе газообразный гексафторид серы (SF6). Этот газ обладает отличными изолирующими свойствами, что делает SF6CB очень эффективными устройствами.

Кроме того, SF6 имеет свойство быстро рекомбинировать после гашения дуги, являясь гораздо более эффективной охлаждающей средой, чем воздух. Благодаря этим свойствам SF6CB являются очень эффективными устройствами в системах среднего и высокого напряжения, поскольку используемый газ обладает отличными диэлектрическими свойствами, а также является негорючим.

Советы по электробезопасности

Крайне важно помнить, что при работе с электричеством всегда существует опасность несчастных случаев из-за поражения электрическим током, которое в определенных случаях может привести к летальному исходу. Поэтому всегда следует помнить о следующих мерах безопасности.

• Не реже одного раза в месяц проверяйте работу вашего домашнего или коммерческого CB. Для этого автоматические выключатели имеют кнопку проверки, независимо от их марки или происхождения. Если нажатие кнопки не приводит в действие рычаг, значит, он поврежден.
• Никогда не работайте с электроприборами босиком и не нажимайте на выключатель мокрыми руками или ногами.
• Перед выполнением любого вида ремонта убедитесь, что вы отключили электропитание на панели и во время работы, и всегда используйте инструменты с каким-либо изоляционным материалом.
• Для установок, которые имеют определенный возраст, рекомендуется, чтобы профессиональный электрик выполнял ревизию и техническое обслуживание, чтобы предотвратить несчастные случаи в будущем.
• Во избежание несчастных случаев не работайте на крыше рядом с проводами электропередач в ветреные и ненастные дни.
• Старайтесь использовать как можно больше розеток для каждого приложения, а не Т-образные ответвители и т.п., чтобы избежать скачков напряжения.
• Если вы планируете самостоятельно манипулировать установкой, то сначала необходимо отключить электрический ток на автоматическом выключателе, и проверить отсутствие напряжения в цепи.
• Никогда не пытайтесь использовать сильно поврежденные кабели, так как малейшее повреждение кабеля может привести к несчастному случаю из-за поражения электрическим током или даже пожару, поэтому его следует как можно скорее заменить новым.

Сводка

Теперь вы знаете больше о работе автоматических выключателей, помимо их важности для защиты электрической системы, но также важно, чтобы вы знали, как выбрать наиболее подходящий тип автоматического выключателя в соответствии с вашими потребностями.

Однако во многих случаях автоматические выключатели сами по себе не могут гарантировать 100% безопасность электрической системы. По этой причине также существуют компоненты, которые можно — а иногда и нужно — добавлять в электрические цепи для дальнейшего повышения общего уровня защиты. На самом деле, одним из лучших механизмов является разрядник для защиты от перенапряжения, подходящее устройство для защиты вашего электрооборудования от скачков напряжения.

Рекомендуем к прочтению

Электрический автоматический выключатель Принцип работы и типы

Что такое автоматический выключатель?

Выключатель электрический представляет собой коммутационное устройство, которое может управляться вручную или автоматически для управления и защиты электроэнергетической системы соответственно, это механическое коммутационное устройство, способное включать, проводить и отключать токи при нормальных условиях цепи.

Автоматический выключатель также способен включать и выдерживать в течение определенного времени и отключать токи при определенных ненормальных условиях цепи, таких как короткое замыкание и т. д.

Как работает автоматический выключатель?

На следующем рисунке двигатель переменного тока подключен через автоматический выключатель к источнику напряжения.

Когда автоматический выключатель замкнут, существует полный путь тока между источником напряжения и двигателем, что позволяет двигателю работать, при размыкании автоматического выключателя путь тока прерывается и двигатель останавливается.

Автоматический выключатель автоматически размыкается при обнаружении неисправности в цепи. После устранения неисправности выключатель можно замкнуть, позволяя двигателю работать.

Принцип работы автоматических выключателей

Автоматический выключатель в основном состоит из неподвижных и подвижных контактов.

В нормальном включенном состоянии автоматического выключателя эти два контакта физически соединены друг с другом благодаря механическому давлению на подвижные контакты.

В приводном механизме выключателя имеется устройство накопления потенциальной энергии, которое реализуется, если на выключатель подается коммутационный сигнал.

Потенциальная энергия может накапливаться в выключателе различными способами, такими как деформация металлической пружины, сжатый воздух или гидравлическое давление.

Но каким бы ни был источник потенциальной энергии, он должен высвобождаться во время работы.

Высвобождение потенциальной энергии приводит к чрезвычайно быстрому скольжению подвижного контакта. Все автоматические выключатели имеют рабочие катушки (катушки отключения и катушки включения), когда на эти катушки подается питание коммутационным импульсом, плунжер внутри них смещается.

Этот плунжер рабочей катушки обычно прикрепляется к рабочему механизму автоматического выключателя, в результате чего механически запасенная потенциальная энергия в механизме выключателя высвобождается в форме кинетической энергии, которая заставляет подвижный контакт двигаться, поскольку эти подвижные контакты механически прикреплены через механизм рычага переключения передач с рабочим механизмом.

После цикла работы выключателя вся накопленная энергия высвобождается и, следовательно, потенциальная энергия снова накапливается в приводном механизме выключателя с помощью двигателя взведения пружины или воздушного компрессора или любым другим способом.

Существуют электрические характеристики автоматического выключателя, которые также следует учитывать при обсуждении работы автоматического выключателя.

Автоматический выключатель должен выдерживать большую номинальную мощность короткого замыкания. Из-за такой большой мощности всегда возникает опасная высокая дуга между подвижными контактами и неподвижным контактом во время работы автоматического выключателя.

Дуговой разряд в автоматическом выключателе можно безопасно погасить, если диэлектрическая прочность между токоведущими контактами автоматического выключателя быстро увеличивается при каждом переходе переменного тока через ноль.

Диэлектрическая прочность среды между контактами может быть увеличена несколькими способами, например, путем сжатия ионизированной среды дугообразования, поскольку сжатие ускоряет процесс деионизации среды, путем охлаждения среды дугообразования, поскольку охлаждение увеличивает сопротивление пути дугообразования или путем замены ионизированной дуговой среды свежими газами.

Следовательно, в работе выключателя должно быть задействовано несколько процессов гашения дуги.

Типы автоматических выключателей по классу напряжения

Автоматические выключатели низкого напряжения ток не более 100 А. Характеристики отключения обычно не регулируются. Термический или термомагнитный режим. Выключатели, показанные выше, относятся к этой категории.

Автоматический выключатель в литом корпусе MCCB: Номинальный ток до 2500 А. Термический или термомагнитный режим. Ток срабатывания может регулироваться для больших номиналов.

Силовые автоматические выключатели низкого напряжения могут устанавливаться многоярусно в распределительных щитах или шкафах распределительных устройств низкого напряжения.

Характеристики автоматических выключателей низкого напряжения приведены в международных стандартах, таких как IEC 947. Эти автоматические выключатели часто устанавливаются в выдвижных корпусах, которые можно снимать и заменять без демонтажа распределительного устройства.

Крупногабаритные низковольтные выключатели в литом корпусе и силовые автоматические выключатели могут иметь электроприводы, что позволяет отключать (размыкать) и включать их с помощью дистанционного управления. Они могут быть частью системы автоматического переключения резервного питания.

Низковольтные автоматические выключатели также изготавливаются для приложений постоянного тока (постоянного тока), например постоянного тока для линий метрополитена.

Для постоянного тока требуются специальные выключатели, поскольку дуга не имеет естественной тенденции гаснуть в каждом полупериоде, как для переменного тока.

Автоматический выключатель постоянного тока будет иметь дугогасительные катушки, которые генерируют магнитное поле, которое быстро растягивает дугу при отключении постоянного тока.

Магнитный автоматический выключатель

Магнитные автоматические выключатели используют соленоид (электромагнит), сила тяги которого увеличивается с ростом тока.

Некоторые конструкции используют электромагнитные силы в дополнение к силам соленоида.

Контакты выключателя замыкаются защелкой. Когда ток в соленоиде превышает номинал автоматического выключателя, усилие соленоида освобождает защелку, которая затем позволяет контактам размыкаться под действием пружины.

Некоторые типы магнитных прерывателей имеют функцию гидравлической задержки времени, использующую вязкую жидкость.

Сердечник удерживается пружиной до тех пор, пока ток не превысит номинал прерывателя.

Во время перегрузки скорость движения соленоида ограничивается жидкостью.

Задержка допускает кратковременные скачки тока сверх нормального рабочего тока для запуска двигателя, подачи питания на оборудование и т. д.

Токи короткого замыкания обеспечивают достаточную силу соленоида для освобождения защелки независимо от положения сердечника, таким образом обходя функцию задержки.

Температура окружающей среды влияет на выдержку времени, но не влияет на номинальный ток магнитного выключателя.

Термомагнитный автоматический выключатель

Термомагнитный автоматический выключатель используется в большинстве распределительных щитов. Эти электрические выключатели включают в себя обе технологии: электромагнит мгновенно реагирует на большие скачки тока (короткие замыкания), а биметаллическая пластина реагирует на менее экстремальные, но более длительные условия перегрузки по току.

Общие расцепители

При питании ответвленной цепи с более чем одним проводником под напряжением каждый проводник под напряжением должен быть защищен полюсом выключателя.

Чтобы обеспечить отключение всех токоведущих проводов при отключении любого полюса, необходимо использовать выключатель «общее отключение».

Они могут содержать два или три расцепляющих механизма в одном корпусе или, в случае небольших выключателей, могут связывать полюса вместе с помощью рукояток управления.

Двухполюсные общие размыкающие выключатели обычно используются в системах на 120/240 В, где нагрузки на 240 В (включая основные приборы или дополнительные распределительные щиты) охватывают два провода под напряжением.

Трехполюсные выключатели с общим расцепителем обычно используются для подачи трехфазной электроэнергии на большие двигатели или другие распределительные щиты.

Автоматические выключатели среднего уровня

Автоматические выключатели среднего напряжения номиналом от 1 до 72 кВ могут быть собраны в группы распределительных устройств в металлическом корпусе для использования внутри помещений или могут быть отдельными компонентами, установленными снаружи на подстанции.

Воздушные автоматические выключатели заменили маслонаполненные блоки для внутреннего применения, но теперь сами заменяются вакуумными автоматическими выключателями (примерно до 35 кВ).

Как и высоковольтные автоматические выключатели, они также управляются защитными реле с датчиками тока, управляемыми через трансформаторы тока.

Характеристики автоматических выключателей среднего напряжения определяются международными стандартами, такими как IEC 62271. В автоматических выключателях среднего напряжения почти всегда используются отдельные датчики тока и реле защиты вместо встроенных тепловых или магнитных датчиков максимального тока.

Автоматические выключатели среднего напряжения можно классифицировать по среде, используемой для гашения дуги:

Вакуумный автоматический выключатель: С номинальным током до 3000 А эти выключатели прерывают ток, создавая и гася дугу в вакуумном контейнере.

Как правило, они применяются для напряжений примерно до 35 000 В, что примерно соответствует среднему диапазону напряжения энергосистем.

Вакуумные автоматические выключатели, как правило, имеют более длительный срок службы между капитальными ремонтами, чем воздушные автоматические выключатели.

Воздушный автоматический выключатель: Номинальный ток до 10 000 А.

Характеристики отключения часто полностью настраиваются, включая настраиваемые пороги отключения и задержки.

Обычно с электронным управлением, хотя некоторые модели управляются микропроцессором через встроенный электронный расцепитель.

Часто используются для основного распределения электроэнергии на крупных промышленных предприятиях, где выключатели расположены в выдвижных корпусах для простоты обслуживания.

Элегазовые выключатели гасят дугу в камере, заполненной гексафторидом серы.

Автоматические выключатели среднего напряжения могут быть подключены к цепи болтовыми соединениями с шинами или проводами, особенно на открытых распределительных устройствах.

Автоматические выключатели среднего напряжения в составе распределительных устройств часто имеют выдвижную конструкцию, что позволяет снимать выключатель, не нарушая соединения силовой цепи, с помощью моторизованного или ручного механизма для отделения выключателя от корпуса.

Высоковольтные автоматические выключатели

Сети электропередачи защищаются и контролируются высоковольтными автоматическими выключателями.

Определение высокого напряжения варьируется, но в работе по передаче электроэнергии обычно считается, что оно составляет 72,5 кВ или выше. Высоковольтные выключатели почти всегда управляются соленоидом, а защитные реле с датчиком тока работают через трансформаторы тока.

На подстанциях схема релейной защиты может быть сложной, защищая оборудование и шины от различных видов перегрузок или замыканий на землю.

Высоковольтные выключатели широко классифицируются по среде, используемой для гашения дуги.

• Масло наливом
• Минимум масла
• Воздушный взрыв
• Вакуум
• SF6

Автоматические выключатели могут быть классифицированы как баковые, когда корпус, содержащий отключающий механизм, находится под потенциалом линии, или баковые, когда корпус находится под потенциалом земли.

Высоковольтные автоматические выключатели переменного тока обычно доступны с номиналами до 765 кВ. Выключатели на 1200 кВ, скорее всего, появятся на рынке очень скоро.

Высоковольтные автоматические выключатели, используемые в системах электропередачи, могут быть устроены так, чтобы обеспечить отключение одного полюса трехфазной линии вместо отключения всех трех полюсов; для некоторых классов отказов это повышает стабильность и доступность системы.

Способность автоматического выключателя к короткому замыканию

Коммутационная способность — это среднеквадратичное значение тока, которое распределительное устройство или предохранитель могут отключить при определенных условиях безопасным в эксплуатации способом.

Как включающая, так и отключающая способность автоматических выключателей при коротком замыкании должны быть больше или равны току короткого замыкания в месте установки.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании ICU и ICS

ICU — максимальная отключающая способность автоматического выключателя, она выражается в кА и должна быть равна предполагаемому току короткого замыкания в месте установки.

Автоматические выключатели, отключившиеся на уровне предельной отключающей способности при коротком замыкании, после этого имеют пониженную работоспособность и должны быть проверены как минимум на работоспособность.

Возможны изменения в характеристике отключения при перегрузке и повышение температуры из-за эрозии материала контактов.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании ICS

Значения ICS обычно ниже значений для ICU.

Выключатели, отключившиеся на уровне служебной отключающей способности КЗ, в дальнейшем сохраняют работоспособность.

На предприятиях, на которых перерывы в работе должны быть как можно короче, выбор продукта должен осуществляться на основе ICS.

Автоматический выключатель Время отключения

Время отключения варьируется в пределах (80-120) мс для автоматических выключателей до 12 кВ, (40-80) мс для автоматических выключателей выше 36 кВ, менее 60 мс для автоматических выключателей 145 кВ и менее 50 мс для автоматических выключателей выключатели 420кв.

Время устранения неисправности

• Время устранения неисправности = время реле + время выключателя
• Время реле = момент замыкания цепи отключения
• Время автоматического выключателя = время размыкания + время дуги

Механизм выключателя Эксплуатация

Гидравлический механизм CB использует давление масла для контакта и отключения главных контактов выключателя.

Автоматический выключатель с пружинной обмоткой использует силу двигателя для взведения пружины, чтобы разъединить цепь при получении сигнала отключения.

Механизм пневматического выключателя

Автоматический выключатель постоянного тока

Топологии автоматических выключателей постоянного тока можно разделить на три основных типа.

Резонансные выключатели постоянного тока

Твердотельные выключатели постоянного тока

Гибридные выключатели постоянного тока

Резонансные выключатели постоянного тока

Попытки разработать резонансные выключатели постоянного тока высокого напряжения предпринимались еще в 1980-х годах». Топология состоит из механических переключателей и прерывает ток при переходе через ноль с помощью емкостного индуктивного пути тока (пути коммутационного тока), параллельного основному механическому переключателю.

Топология также включает поглощающую ветвь, состоящую из MOV. Было доказано, что технология слишком медленная для прерывания тока короткого замыкания в сети постоянного тока на основе технологии VSC.

Резонансная топология может по-прежнему обеспечивать полезные приложения, такие как переключение нагрузки, поскольку она имеет низкие резистивные потери в открытом состоянии по сравнению с более новыми топологиями.

Основными ответвлениями топологии резонансного прерывателя постоянного тока являются:

• путь номинального тока
• текущий путь коммутации
• путь поглощения/отвода энергии

При нормальной работе ток протекает по номинальному пути тока. Если выключатель получает команду на прерывание, механический переключатель размыкается, возникает дуга и ток начинает коммутировать в коммутационном пути.

На этом этапе генерируются колебания тока. Падение напряжения дуги способствует возникновению колебаний тока за счет коммутационного пути, который обеспечит пересечение нулевого тока и в конечном итоге погасит дугу.

После этого ток будет течь по пути поглощения, чтобы рассеять остаточную магнитную энергию в системе.

Твердотельные автоматические выключатели постоянного тока

Твердотельная топология состоит из полупроводниковых устройств, таких как биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) или запирающий тиристор (GTO) и параллельных MOV.

При нормальной работе через устройства протекает ток. Чтобы прервать ток, устройства

отключаются, и ток коммутируется в параллельный MOV, который здесь функционирует как коммутационный путь и как путь поглощения энергии.

Подобно топологии резонанса, MOV рассеивает энергию, хранящуюся в системе.

Двунаправленное прерывание тока достигается за счет включения аналогичного IGBT с встречно-параллельным диодом. Для увеличения номинального уровня напряжения можно последовательно установить больше ячеек выключателя.

Полупроводниковый автоматический выключатель отключает ток с требуемой скоростью для отключения тока короткого замыкания.

Но поскольку полупроводники проводят ток при нормальных условиях эксплуатации, потери из-за падения напряжения на выключателе будут высокими, особенно в приложениях с высоким напряжением.

Гибридные автоматические выключатели постоянного тока

Гибридные топологии включают как механические переключатели, так и полупроводниковые устройства.

АББ и ALSTOM разработали прототипы автоматических выключателей постоянного тока высокого напряжения, которые в недавней исследовательской литературе представлены как перспективные технологии.

Выключатель можно рассматривать как расширение твердотельной топологии на основе IGBT, поскольку выключатель по существу имеет дополнительную ветвь с механическим низкоомным сверхбыстрым разъединителем (UFD) и переключателем нагрузки (LCS).

LCS также является полупроводниковым выключателем постоянного тока, но имеет только достаточное количество ячеек выключателя для коммутации тока на главный выключатель.

Гибридная топология решает проблему с потерями проводимости твердотельной топологии, позволяя номинальному току при нормальной работе течь через номинальный ток, состоящий из LCS и UFD.