Wyłącznik - co chroni i jak działa

Wyłączniki to urządzenia, których zadaniem jest ochrona linii elektrycznej przed uszkodzeniem spowodowanym dużym prądem. Mogą to być albo przetężenia zwarciowe, albo po prostu silny przepływ elektronów przechodzących przez kabel przez wystarczająco długi czas i powodujący jego przegrzanie i dalsze topienie izolacji. W tym przypadku wyłącznik zapobiega negatywnym konsekwencjom, odcinając dopływ prądu do obwodu. Później, gdy sytuacja wróci do normy, urządzenie można ponownie włączyć ręcznie.

Funkcje wyłącznika

Urządzenia ochronne są przeznaczone do wykonywania następujących podstawowych zadań:

• Przełączanie obwodów elektrycznych (możliwość wyłączenia chronionego obszaru w przypadku zaniku zasilania).
• Odłączenie powierzonego obwodu, gdy pojawią się w nim prądy zwarciowe.
• Ochrona linii przed przeciążeniami, gdy przez urządzenie przepływa nadmierny prąd (dzieje się tak, gdy łączna moc urządzeń przekroczy maksymalną dopuszczalną).

Krótko mówiąc, AB jednocześnie pełnią funkcję ochronną i kontrolną.

Główne typy przełączników

Istnieją trzy główne typy AB, różniące się od siebie konstrukcją i przeznaczone do pracy z ładunkami o różnych rozmiarach:

• Modułowe. Swoją nazwę zawdzięcza standardowej szerokości, będącej wielokrotnością 1,75 cm, przeznaczony jest na małe prądy i jest instalowany w domowych sieciach energetycznych, do domu lub mieszkania. Z reguły jest to wyłącznik jednobiegunowy lub dwubiegunowy.
• Odlew. Nazywa się tak ze względu na odlany korpus. Może wytrzymać do 1000 amperów i jest używany głównie w sieciach przemysłowych.
• Powietrze. Zaprojektowany do pracy z prądami do 6300 amperów. Najczęściej jest to automat trójbiegunowy, ale obecnie produkowane są urządzenia tego typu z czterema biegunami.

Jednofazowy wyłącznik ochronny to wyłącznik, który jest najczęściej stosowany w sieciach domowych. Może być 1- i 2-biegunowy. W pierwszym przypadku tylko przewód fazowy jest podłączony do urządzenia, aw drugim - również zero.

Oprócz wymienionych typów istnieją również wyłączniki różnicowoprądowe, oznaczone skrótem RCD oraz maszyny różnicowe.

Pierwszych nie można uznać za pełnoprawne AB, ich zadaniem nie jest ochrona obwodu i zawartych w nim urządzeń, ale zapobieganie porażeniu prądem elektrycznym w przypadku dotknięcia otwartej przestrzeni. Wyłącznik różnicowy to AB i RCD połączone w jednym urządzeniu.

Jak rozmieszczone są wyłączniki automatyczne?

Rozważmy szczegółowo urządzenie wyłącznika. Korpus maszyny wykonany jest z materiału dielektrycznego. Składa się z dwóch części, które są połączone nitami. W przypadku konieczności demontażu korpusu nity są rozwiercane, a dostęp do wewnętrznych elementów wyłącznika jest otwarty. Obejmują one:

• Zaciski śrubowe.
• Elastyczne przewody.
• Uchwyt sterujący.
• Ruchomy i stały kontakt.
• Wyzwalacz elektromagnetyczny, który jest solenoidem z rdzeniem.
• Wyzwalacz termiczny, który zawiera bimetalową płytkę i śrubę regulacyjną.
• Wylot gazu.
• Komora łukowa.

Z tyłu automatyczny bezpiecznik topikowy wyposażony jest w specjalny zatrzask, za pomocą którego mocuje się go do szyny DIN.

Ta ostatnia to metalowa szyna o szerokości 3,5 cm, na której mocowane są urządzenia modułowe, a także niektóre rodzaje liczników elektrycznych. Aby połączyć maszynę z szyną należy korpus zabezpieczenia nawinąć na jego górną część, a następnie zatrzasnąć zatrzask naciskając dolną część urządzenia. Możesz wyjąć wyłącznik z szyny DIN, zaczepiając zatrzask od dołu.

Zatrzask przełącznika modułowego może być bardzo szczelny. Aby przymocować takie urządzenie do szyny DIN należy najpierw zaczepić zatrzask od spodu i założyć zabezpieczenie w miejsce zapięcia, a następnie zwolnić element blokujący.

Możesz to ułatwić - zatrzaskując zatrzask mocno dociśnij jego dolną część śrubokrętem.

Jest jasne, dlaczego potrzebny jest wyłącznik automatyczny na filmie:

Jak działa wyłącznik automatyczny

Teraz zastanówmy się, jak działa wyłącznik ochronny sieci. Podłącza się przez podniesienie uchwytu sterującego. Aby odłączyć AV od sieci, dźwignia jest opuszczona.

Gdy elektryczny wyłącznik ochronny działa w trybie normalnym, prąd elektryczny przy uniesionej dźwigni sterującej jest dostarczany do urządzenia przez kabel zasilający podłączony do górnego zacisku. Przepływ elektronów przechodzi do kontaktu stacjonarnego, a stamtąd do kontaktu ruchomego.

Następnie prąd przepływa przez elastyczny przewodnik do cewki wyzwalacza elektromagnetycznego. Z niego, wzdłuż drugiego elastycznego przewodnika, energia elektryczna trafia do bimetalicznej płyty, która jest zawarta w wyzwalaczu termicznym. Po przejściu wzdłuż płytki przepływ elektronów przez dolny zacisk przechodzi do połączonej sieci.

Cechy wyzwalacza termicznego

Jeśli prąd przekroczy obwód, w którym zainstalowany jest wyłącznik, następuje przeciążenie. Przepływ elektronów o dużej mocy, przechodząc przez bimetaliczną płytkę, oddziałuje na nią termicznie, czyniąc ją bardziej miękką i zmuszając do zginania w kierunku elementu wyzwalającego. Gdy ten ostatni zetknie się z płytą, maszyna zostaje wyzwolona, ​​a dopływ prądu do obwodu zostaje zatrzymany. W ten sposób ochrona termiczna pomaga zapobiegać nadmiernemu nagrzewaniu się przewodu, co może doprowadzić do stopienia warstwy izolacyjnej i uszkodzenia okablowania.

Nagrzewanie się płyty bimetalicznej do takiego stopnia, że ​​wygina się i wyzwala AB zachodzi przez pewien czas. Zależy to od tego, ile prądu przekracza wartość znamionową maszyny i może zająć zarówno kilka sekund, jak i godzinę.

Wyzwalacz termiczny jest wyzwalany, gdy prąd obwodu przekroczy wartość znamionową maszyny o co najmniej 13%. Po ostygnięciu płyty bimetalicznej i znormalizowaniu prądu można ponownie włączyć urządzenie ochronne.

Jest jeszcze jeden parametr, który może wpływać na działanie AB pod wpływem wyzwalacza termicznego - jest to temperatura otoczenia.

Jeśli powietrze w pomieszczeniu, w którym zainstalowano urządzenie, ma wysoką temperaturę, wówczas płyta nagrzeje się do granicy wyzwolenia szybciej niż zwykle i może zostać wyzwolona nawet przy niewielkim wzroście prądu. I odwrotnie, jeśli w domu jest zimno, płyta nagrzewa się wolniej, a czas do odłączenia obwodu wydłuży się.

Jak wspomniano, wyzwalanie termiczne wymaga pewnego czasu, w którym prąd w obwodzie może powrócić do normy. Wtedy przeciążenie zniknie, a urządzenie nie wyłączy się. Jeśli wielkość prądu elektrycznego nie zmniejszy się, urządzenie odłącza zasilanie obwodu, zapobiegając stopieniu warstwy izolacyjnej i spalaniu kabla.

Przeciążenie jest najczęściej spowodowane włączeniem do obwodu urządzeń, których łączna moc przekracza obliczoną dla danej linii.

Niuanse ochrony elektromagnetycznej

Wyzwalacz elektromagnetyczny ma za zadanie chronić sieć przed zwarciami i różni się zasadą działania od wyzwalacza termicznego. Pod wpływem przetężeń zwarciowych w solenoidzie powstaje silne pole magnetyczne. Popycha rdzeń cewki na bok, co otwiera styki mocy urządzenia ochronnego, działając na mechanizm wyzwalający. Przerwanie zasilania linii eliminuje tym samym ryzyko pożaru w okablowaniu, a także zniszczenia zamkniętej instalacji i wyłącznika.

Ponieważ w przypadku zwarcia w obwodzie następuje natychmiastowy wzrost prądu do wartości, która może w krótkim czasie doprowadzić do poważnych konsekwencji, praca maszyny pod wpływem wyzwalacza elektromagnetycznego następuje w setnych części sekundy. To prawda, że ​​w tym przypadku prąd musi przekraczać nominalną AB o 3 lub więcej razy.

Wyraźnie o wyłącznikach na wideo:

Zsyp łukowy

Gdy styki obwodu, przez który przepływa prąd elektryczny, otwierają się, powstaje między nimi łuk elektryczny, którego moc jest wprost proporcjonalna do wielkości prądu sieciowego. Działa destrukcyjnie na styki, dlatego w celu ich ochrony w urządzeniu zawarta jest komora łukowa, czyli zestaw płytek zamontowanych równolegle do siebie.

W kontakcie z płytami łuk ulega fragmentacji, w wyniku czego spada jego temperatura i następuje tłumienie. Gazy powstające podczas pojawienia się łuku są usuwane przez specjalny otwór z korpusu urządzenia ochronnego.

Wniosek

W tym artykule omówiliśmy, czym są wyłączniki, czym są te urządzenia i jak działają. Na koniec powiedzmy, że wyłączniki nie są przeznaczone do instalowania w sieci jako konwencjonalne przełączniki. Takie użycie szybko doprowadzi do zniszczenia styków urządzenia.