Millised on elektrivõrkude kaitselülitite tüübid ja tüübid

Peamine erinevus nende lülitusseadmete ja teiste sarnaste seadmete vahel on keerukas võimaluste kombinatsioon:

1. säilitada süsteemis pikka aega nimikoormust tänu võimsate elektrivoolude usaldusväärsele edastamisele selle kontaktide kaudu;

2. kaitsta tööseadmeid elektriahela juhuslike kahjustuste eest, lahutades sellest kiiresti toiteallika.

Tavalistes seadmete töötingimustes saab operaator koormust käsitsi lülitada kaitselülititega, tingimusel et:

• erinevad võimsusskeemid;

• muuta võrgu konfiguratsiooni;

• seadme tööst kõrvaldamine.

Avariiolukorrad elektrisüsteemides tekivad kohe ja spontaanselt. Inimene ei suuda oma välimusele kiiresti reageerida ja võtta meetmeid nende kõrvaldamiseks. See funktsioon on määratud kaitselülitisse sisseehitatud automaatsetele seadmetele.

Elektris aktsepteeritakse elektrisüsteemide jaotust voolutüübi järgi:

• püsiv;

• vahelduv sinusoidne.

Lisaks on olemas seadmete klassifikatsioon vastavalt pinge suurusele:

• madalpinge - alla tuhande volti;

• kõrgepinge — kõik muu.

Kõigi nende süsteemide jaoks on loodud korduvaks tööks mõeldud oma kaitselülitid.

Vahelduvvooluahelad

Selles võtmekategoorias on tohutu valik kaasaegsete tootjate toodetud mudeleid. See klassifitseeritakse võrgupinge ja voolukoormuse järgi.

Elektriseadmed kuni 1000 volti

Edastatava elektrienergia võimsuse järgi jagunevad vahelduvvooluahelate automaatsed lülitid tavaliselt järgmisteks osadeks:

1. modulaarne;

2. vormitud korpuses;

3. jõuõhk.

Modulaarsed kujundused

Spetsiifiline disain väikeste standardmoodulite kujul, mille laius on 17,5 mm, määrab nende nime ja disaini koos võimalusega paigaldada Din-rööpale.

Ühe sellise kaitselüliti sisemine struktuur on näidatud fotol. Selle korpus on valmistatud täielikult vastupidavast dielektrilisest materjalist, mis kõrvaldab elektrilöök inimesele.

Toite- ja väljundjuhtmed on ühendatud vastavalt ülemise ja alumise klemmiplokiga. Lüliti oleku käsitsi juhtimiseks on paigaldatud kahe fikseeritud asendiga hoob:

• ülemine on ette nähtud voolu andmiseks suletud toitekontakti kaudu;

• allpool — annab katkestuse toiteahelas.

Kõik need masinad on ette nähtud pidevaks tööks teatud väärtusel nimivool (Yin). Kui koormus suureneb, on toitekontakt katki. Sel eesmärgil asetatakse kasti sisse kahte tüüpi kaitset:

1. termiline vabastamine;

2. voolukatkestus.

Nende tööpõhimõte võimaldab selgitada ajavoolu karakteristikut, mis väljendab kaitse tööaja sõltuvust seda läbivast koormusest või rikkevoolust.

Fotol kujutatud graafik on antud ühe kindla kaitselüliti kohta, kui piirtöötsoon on valitud nimivoolust 5 ÷ 10 korda suurem.

Esialgse ülekoormuse korral termiline vabastus alates bimetallplaat, mis suurenenud vooluga soojeneb järk-järgult, paindub ja toimib väljalülitusmehhanismile mitte kohe, vaid teatud ajalise viivitusega.

Seega võimaldab see kasutajate lühiajalise ühendusega seotud väikeste ülekoormuste korral ise eemaldada ja kõrvaldada mittevajalikud väljalülitused. Kui koormus tagab juhtmestiku ja isolatsiooni kriitilise kuumenemise, on toitekontakt katki.

Kui kaitstud vooluringis tekib avariivool, mis suudab seadmeid oma energiaga põletada, siis hakkab tööle elektromagnetiline mähis. Impulssiga viskab see tekkinud koormuse suurenemise tõttu tuuma väljalülitusmehhanismile, et piiridest väljas olev režiim kohe peatada.

Graafik näitab, et mida suuremad on lühisvoolud, seda kiiremini need elektromagnetilise vabastuse tõttu rakendub.

Kodumajapidamises kasutatav automaatne aurukaitse töötab samadel põhimõtetel.

Suurte voolude katkemisel tekib elektrikaar, mille energia võib kontakte põletada. Selle mõju kõrvaldamiseks kasutatakse kaitselülitites kaare kustutuskambrit, mis jagab kaarelahenduse väikesteks voogudeks ja kustutab need jahutamise tõttu.

Moodulkonstruktsioonide mitu väljalõiget

Magnetväljakäigud on häälestatud ja sobitatud töötama konkreetsete koormustega, kuna need tekitavad käivitamisel erinevaid siirdeid. Näiteks erinevate valgustite sisselülitamisel võib hõõgniidi muutuvast takistusest tulenev lühiajaline sisselülitusvool läheneda kolmekordsele nimiväärtusele.

Seetõttu on korterite ja valgustusahelate pistikupesade rühma jaoks tavaks valida automaatsed lülitid, millel on B-tüüpi voolu-aeg. See on 3 ÷ 5 tolli.

Asünkroonmootorid põhjustavad käitatava rootori pöörlemisel suuremaid ülekoormusvoole. Nende jaoks valige masinad, mille karakteristikud on "C" või - 5 ÷ 10 tolli. Loodud aja- ja voolureservi tõttu võimaldavad need mootoril pöörlema ​​hakata ja on garanteeritud, et lülitub töörežiimi ilma tarbetute väljalülitusteta.

Tööstuslikus tootmises on metallilõikuspinkidel ja -mehhanismidel mootoritega ühendatud koormatud ajamid, mis tekitavad suuremaid ülekoormusi. Sel eesmärgil kasutatakse automaatseid lüliteid karakteristikuga «D» reitinguga 10 ÷ 20 In. Nad on end hästi tõestanud aktiivse-induktiivse koormusega ahelates töötamisel.

Lisaks on masinatel veel kolme tüüpi standardseid ajavoolu karakteristikuid, mida kasutatakse eriotstarbel:

1. "A" — pika juhtmestiku jaoks aktiivse koormusega või pooljuhtseadmete kaitseks väärtusega 2 ÷ 3 In;

2. "K" – väljendatud induktiivkoormuste jaoks;

3. «Z» — elektroonikaseadmete jaoks.

Erinevate tootjate tehnilises dokumentatsioonis võivad kahe viimase tüübi piirväärtused veidi erineda.

Valatud kasti kaitselülitid

Selle klassi seadmed suudavad lülitada suuremat voolu kui moodulkonstruktsioonid. Nende koormus võib ulatuda väärtuseni kuni 3,2 kiloamprit.

Neid toodetakse samadel põhimõtetel nagu moodulkonstruktsioone, kuid võttes arvesse suurenenud koormuse ülekandmise nõudeid, püütakse neile anda suhteliselt väikesed mõõtmed ja kõrge tehniline kvaliteet.

Need masinad on mõeldud ohutuks kasutamiseks tööstusrajatistes. Nimivoolu väärtuse järgi jagunevad need tinglikult kolme rühma, millel on võimalus lülitada koormusi kuni 250, 1000 ja 3200 amprit.

Nende kere konstruktsioon: kolme- või neljapooluselised mudelid.

Toiteõhu lülitid

Need töötavad tööstusrajatistes ja taluvad väga tugevaid voolusid kuni 6,3 kiloamprit.

Need on kõige keerukamad madalpingeseadmete lülitamise seadmed, mida kasutatakse elektrisüsteemide tööks ja kaitsmiseks suure võimsusega jaotussüsteemide sisend- ja väljundseadmetena ning generaatorite, trafode, kondensaatorite või võimsate elektrimootorite ühendamiseks.

Nende sisemise struktuuri skemaatiline kujutis on näidatud fotol.

Siin kasutatakse nüüd toitekontakti kahekordset lahtiühendamist ja lahtiühendamise mõlemale küljele on paigaldatud võrega kaarekustutuskambrid.

Tööalgoritm sisaldab sulgurpooli, sulgurvedru, vedrulaengu mootoriajamit ja automaatikaelemente. Voolukoormuste jälgimiseks on integreeritud kaitse- ja mõõtemähisega voolutrafo.

Elektriseadmed üle 1000 volti

Kõrgepingeseadmete kaitselülitid on väga keerulised tehnilised seadmed ja on valmistatud rangelt iga pingeklassi jaoks eraldi. Neid kasutatakse tavaliselt trafo alajaamadest.

Neile esitatakse järgmised nõuded:

• kõrge töökindlus;

• turvalisus;

• tootlikkus;

• kasutusmugavus;

• suhteline vaikus töö ajal;

• optimaalne hind.

Koormused, mis purunevad kõrgepinge kaitselülitid hädaseiskamisel, millega kaasneb väga tugev kaar. Selle kustutamiseks kasutatakse erinevaid meetodeid, sealhulgas vooluringi katkestamist erikeskkonnas.

See lüliti sisaldab:

• kontaktsüsteem;

• kaare kustutusseade;

• pinge all olevad osad;

• isoleeritud korpus;

• ajami mehhanism.

Üks neist lülitusseadmetest on näidatud fotol.

Ahela kvaliteetseks tööks sellistes konstruktsioonides arvestage lisaks tööpingele:

• koormusvoolu nimiväärtus selle usaldusväärseks edastamiseks sisselülitatud olekus;

• maksimaalne lühisvool eff juures. väärtus, mida väljalülitusmehhanism talub;

• aperioodilise voolu lubatud komponent vooluringi rikke ajal;

• automaatse taassulgemise võimalused ja kaks AR-tsüklit.

Vastavalt kaare väljalülitamise ajal kustutamise meetoditele jaotatakse lülitid järgmisteks osadeks:

• võid;

• vaakum;

• õhk;

• SF6 gaas;

• autogaas;

• elektromagnetiline;

• autopneumaatiline.

Usaldusväärseks ja mugavaks tööks on need varustatud ajamiga, mis võib kasutada ühte või mitut tüüpi energiat või nende kombinatsioone:

• tõstetud vedru;

• tõstetud koorem;

• suruõhu rõhk;

• elektromagnetiline impulss solenoidist.

Olenevalt kasutustingimustest saab neid luua võimega töötada pingetel üks kuni 750 kilovolti (kaasa arvatud). Loomulikult on neil erinev disain. mõõtmed, automaat- ja kaugjuhtimisvõimalused, kaitseseaded ohutuks tööks.

Selliste kaitselülitite abisüsteemid võivad olla väga keeruka hargnenud struktuuriga ja paikneda spetsiaalsetes tehnohoonetes lisapaneelidel.

DC ahelad

Nendel võrkudel on ka tohutul hulgal erineva võimekusega lüliteid.

Elektriseadmed kuni 1000 volti

Siin on massiliselt esitletud kaasaegseid DIN-rööpale paigaldatavaid moodulseadmeid.

Nad täiendavad edukalt seda tüüpi vanade masinate klasse AP-50, AE jms, mis kinnitati kruviühendustega paneelide seintele.

Alalisvoolu moodulkonstruktsioonidel on sama struktuur ja tööpõhimõte kui nende vahelduvvoolu analoogidel. Neid võib teostada üks või mitu üksust ja need valitakse vastavalt koormusele.

Elektriseadmed üle 1000 volti

Kõrgepinge alalisvoolu kaitselüliteid kasutatakse elektrolüüsitehastes, metallurgia tööstusrajatistes, raudtee ja linnade elektrifitseeritud transpordi- ja elektrijaamades.

Selliste seadmete töö peamised tehnilised nõuded vastavad nende vahelduvvoolu kolleegidele.

Hübriidkaitselüliti

Rootsi-Šveitsi ettevõtte ABB teadlastel õnnestus välja töötada kõrgepinge alalisvoolukaitselüliti, mis ühendab oma seadmes kaks jõustruktuuri:

1.SF6 gaas;

2. vaakum.

Seda nimetatakse hübriidiks (HVDC) ja see kasutab järjestikuse kaarkustutamise tehnoloogiat korraga kahes keskkonnas: väävelheksafluoriidis ja vaakumis. Selleks on kokku pandud järgmine seade.

Hübriidvaakumkaitselüliti ülemisele siinile rakendatakse pinge ja see eemaldatakse SF6 kaitselüliti alumisest siinist.

Kahe lülitusseadme toiteallikad on ühendatud jadamisi ja neid juhivad eraldi ajamid. Nende üheaegseks tööks loodi sünkroniseeritud koordinaatide töö juhtseade, mis edastab optilise kanali kaudu käsud iseseisvalt töötavale juhtmehhanismile.

Tänu ülitäpsete tehnoloogiate kasutamisele suutsid disainerid saavutada kahe draivi ajamite tegevuse koordineerimise, mis mahub vähem kui ühe mikrosekundi pikkusesse intervalli.

Kaitselülitit juhib läbi repiiteri elektriliini sisse ehitatud releekaitseplokk.

Hübriidkaitselüliti võimaldas oluliselt tõsta komposiit-SF6 ja vaakumstruktuuride efektiivsust, kasutades ära nende kombineeritud omadusi. Samal ajal oli võimalik realiseerida eeliseid teiste analoogide ees:

1. võime kõrgepingel lühisvoolud usaldusväärselt välja lülitada;

2. väikeste jõupingutuste võimalus jõuelementide ümberlülitamiseks, mis võimaldas oluliselt vähendada seadmete mõõtmeid ja vastavalt ka hinda;

3. erinevatele standarditele vastavate standardite olemasolu eraldi kaitselüliti või ühe alajaama kompaktsete seadmete osana töötavate konstruktsioonide loomiseks;

4.võime kõrvaldada taastumise ajal kiiresti kasvava stressi tagajärjed;

5. Võimalus moodustada baasmoodul töötamiseks pingega kuni 145 kilovolti ja rohkem.

Disaini eripäraks on võime katkestada elektriahel 5 millisekundiga, mida on peaaegu võimatu teha mõne muu disainiga toiteseadmetega.

MIT (Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi) tehnoloogiaülevaade valis hübriidkaitselüliti aasta kümne parima arenduse hulka.

Sarnase uurimistööga tegelevad ka teised elektriseadmete tootjad. Nad saavutasid ka teatud tulemusi. Kuid ABB on selles asjas neist ees. Selle juhtkond usub, et vahelduvvoolu ülekanne põhjustab selle suuri kadusid. Neid saab oluliselt vähendada, kasutades alalispinge kõrgepingeahelaid.