Interruttori: scopo, tipi, dispositivo, principio di funzionamento
Gli interruttori a coltello sono i dispositivi di controllo manuale più semplici che vengono utilizzati nei circuiti a corrente alternata con tensioni fino a 660 V e corrente continua a tensioni fino a 440 V.
Gli interruttori a coltello e gli interruttori per correnti da 100 a 1000 A sono utilizzati nei quadri di impianti elettrici e sono utilizzati per la chiusura e l'apertura non automatiche di circuiti elettrici.
Oltre agli interruttori, i dispositivi di commutazione manuale includono pacchetti interruttori e interruttori, chiavi universali, controller. Questi dispositivi vengono utilizzati per accendere e spegnere e gli interruttori vengono utilizzati per commutare i circuiti elettrici CA e CC al carico nominale.
Capacità di carico
Tutti gli interruttori e gli interruttori consentono il funzionamento continuo a una temperatura ambiente non superiore a 40
OS e caricare la corrente CA o CC nominale.
Classificazione
Le chiavi e gli interruttori a coltello sono classificati secondo i seguenti criteri:
1) dal valore della corrente nominale - 100; 200; 400; 600; 1000 A;
2) per il numero di poli - unipolare, bipolare, tripolare:
3) dalla presenza di contatti interrotti - con contatti interrotti, senza contatti interrotti.
Indipendentemente dalla presenza di contatti di interruzione, gli stessi interruttori e interruttori sono adatti per il funzionamento in corrente continua e alternata. Ma a causa delle peggiori condizioni per l'estinzione dell'arco di corrente continua, gli interruttori a coltello e gli interruttori senza interrompere i contatti nelle reti a corrente continua vengono utilizzati solo come sezionatori;
4) con metodo di controllo - con controllo diretto per l'installazione sul lato anteriore del quadro, con telecomando per l'installazione sul lato posteriore del quadro;
5) con il metodo di collegamento dei fili - con la connessione anteriore dei fili, con la connessione posteriore dei fili.
In base al numero di poli, gli interruttori automatici sono divisi in unipolari, bipolari e tripolari, in base al tipo di corrente di controllo provengono dalla maniglia centrale e laterale, in base al metodo di connessione - dalla parte anteriore e posteriore del dispositivo.
Chiavi e sezionatori sono realizzati in versione unipolare, bipolare e tripolare con azionamento centrale oa leva per cablaggio anteriore o posteriore. Gli interruttori con maniglia centrale fungono da sezionatore, ovvero scollegano i circuiti elettrici precedentemente scollegati e, con le maniglie laterali e gli azionamenti a leva, scollegano i circuiti sotto carico.
Il principio di funzionamento dell'interruttore automatico
Un interruttore (interruttore) è un dispositivo elettrico azionato manualmente progettato per commutare i circuiti elettrici.
Attualmente, i più comuni interruttori a coltello e interruttori a presa per correnti di 100 A e oltre vengono eseguiti secondo il principio del contatto lineare di un contatto mobile (coltello) con una guida di contatto fissa. Il contatto lineare fornisce una bassa resistenza di contatto, interrompendo grandi correnti e affidabilità durante il funzionamento.
Nella fig. 1 mostra il principio del contatto lineare. Il palo di contatto fisso 1 è in linea con il coltello di contatto mobile 2, costituito da due strisce con sporgenze cilindriche 3, che forniscono il contatto con il palo lungo la linea. Le estremità delle strisce di coltello sono coperte da una molla piatta 4.
Riso. 1. Contatto di linea
Una vista generale di un interruttore bipolare è mostrata in fig. 2.
Riso. 2. Interruttore bipolare
Ogni polo dell'interruttore è costituito da una barra di contatto 1 con due ganasce, tra le quali è presente una lama di contatto 2, rotante su un asse 3, fissata nelle ganasce inferiori 4. Le lame di contatto sono saldamente collegate a una traversa isolante 5, su cui è fissata una maniglia isolata 6.
Processi che si verificano quando l'interruttore si apre
L'apertura del circuito con un interruttore provoca una variazione di corrente, formando un campo elettrico tra i contatti fissi e mobili. L'intensità di questo campo è proporzionale alla tensione di linea e inversamente proporzionale alla distanza tra i contatti.
Al primo momento in cui l'interruttore viene spento, quando la distanza tra i contatti è piccola, l'intensità del campo elettrico può raggiungere un valore dell'ordine di diverse migliaia o addirittura decine di migliaia di volt per centimetro, che provoca naturalmente la ionizzazione di un vuoto d'aria.
Riso. 3. Forze che agiscono sull'arco quando l'interruttore è scattato
Con un grado sufficiente di ionizzazione, si verificherà la rottura del traferro e si forma un arco elettrico… Con la corrente continua, il tempo dell'arco rispetto alla corrente alternata, quindi esisterà per un tempo più lungo, poiché in quest'ultimo caso, quando la corrente passa per un valore zero in ogni semiperiodo, l'arco si spegne in un periodo di tempo molto breve.
Inoltre, si è riscontrato che l'arco si estingue più rapidamente quanto maggiore è la corrente di interruzione e quanto più corte sono le lame dell'interruttore. Fisicamente, ciò è spiegato dal fatto che a grandi correnti che devono essere spente, le forze di interazione tra la corrente che scorre nelle parti dell'interruttore che trasportano corrente e il campo magnetico dell'arco accelerano il suo movimento nell'aria e la deionizzazione .
L'arco sperimenterà maggiore forza di trazione, più corte saranno le lame del coltello, perché in questo caso aumenta la forza del campo magnetico che agisce sull'arco.
Quando vengono disattivate correnti di 75 A o inferiori, le forze che agiscono sull'arco sono trascurabili e quindi l'estensione dell'arco più rapida possibile è fondamentale. Queste correnti (75 A e meno) sono interrotte da interruttori (interruttori) per 100 - 400 A, quindi questi ultimi, oltre ai coltelli principali, hanno anche un'interruzione (coltelli dinamometrici) che forniscono una velocità sufficiente per spegnere l'interruttore , indipendentemente dalla velocità della mano dell'operatore, e protezione dei contatti principali dall'azione distruttiva dell'arco.
I coltelli dinamometrici sono realizzati con un design leggero, poiché vengono caricati per un breve periodo, solo durante il processo di spegnimento. Gli interruttori a coltello e gli interruttori per correnti da 600 A in su sono prodotti senza coltelli dinamometrici.
Decifrare le designazioni degli interruttori a coltello
Designazioni delle lettere degli interruttori automatici: P - interruttore; P - interruttore; la seconda lettera — P — connessione frontale di fili; B — con una maniglia laterale; Ts — con connessione centrale. I numeri indicano: il primo (1, 2 e 3) è il numero di poli, il secondo è la corrente nominale (1 — 100 A, 2 — 250 A, 4 — 400 A e 6 — 600 A).
Le chiavi a coltello ea leva e le chiavi a leva sono prodotte con e senza paracadute. Le chiavi a lama con impugnatura centrale sono prodotte senza camere d'arco con contatti parascintille. La tenuta delle superfici di contatto del coltello e delle ganasce è garantita dalle proprietà elastiche del materiale delle ganasce (per interruttori fino a 100 A) e dalle molle in acciaio (per interruttori oltre 200 A).
Per proteggere le lame dallo scioglimento dell'arco durante lo scatto, vengono utilizzati interruttori automatici ad alta corrente con contatti spegniscintilla o ad arco. I contatti spegniscintilla di cui sono dotati i coltelli, quando spenti, si allontanano dalle ganasce sotto l'azione delle loro molle, indipendentemente dalla velocità del manico e dall'azionamento dell'interruttore.
I contatti d'arco degli interruttori automatici si trovano all'esterno o all'interno delle camere d'arco. Servono per garantire un rapido spegnimento dell'arco elettrico e per impedirne il trasferimento a strutture di distribuzione conduttive adiacenti o messe a terra.Gli interruttori a chiave hanno lo stesso design degli interruttori e vengono utilizzati per commutare i circuiti elettrici.
In alcuni progetti, gli interruttori automatici sono combinati con fusibili o i fusibili sono usati come coltelli. Tale design, che consente l'esecuzione di funzioni di commutazione e protezione, è chiamato fusibile (FBB).
Per la sicurezza del personale operativo, gli interruttori sono racchiusi in un involucro protettivo metallico
Interruttori-sezionatori BP
Gli interruttori automatici (interruttori a coltello) VR32-31, VR32-35, VR32-37, VR32-39 sono progettati per l'accensione, l'interruzione e la disconnessione della corrente alternata con una tensione nominale fino a 660 V, una frequenza nominale di 50 e 60 Hz e una corrente continua con tensione nominale fino a 440V nei dispositivi di distribuzione dell'energia elettrica.
Interruttore unidirezionale tripolare BP-32 con maniglia laterale
BP-32 Interruttore automatico tripolare a due vie con maniglia laterale
Classificazione degli interruttori di manovra-sezionatori BP:
Secondo il grado di protezione della maniglia: IP00, IP32.
Dalla presenza di contatti ausiliari: senza contatti ausiliari; con contatti ausiliari.
Dal tipo di maniglia azionamento manuale: senza manico; maniglia laterale; maniglia sfalsata anteriore; maniglia sfalsata laterale.
In base alla posizione del piano di connessione dei morsetti esterni dei fili di contatto: 1 - parallelo al piano di installazione; 2 — perpendicolare al piano di montaggio; 3 — combinato: ingresso parallelo, uscita perpendicolare al piano di montaggio; 4 — combinato: ingresso perpendicolare, uscita parallela al piano di montaggio.
Per numero di poli e numero di direzioni: interruttore di manovra-sezionatore unipolare, un cartello stradale; interruttore di manovra-sezionatore bipolare monodirezionale; interruttore di manovra-sezionatore unidirezionale tripolare; interruttore di manovra-sezionatore unipolare per due direzioni; interruttore di manovra-sezionatore bipolare per due direzioni; interruttore di manovra-sezionatore tripolare per due direzioni.
Principali caratteristiche tecniche degli interruttori automatici VR-32:
tensione nominale di esercizio per il circuito principale:
corrente alternata:
380, 660V.
corrente continua:
220, 440V
corrente termica convenzionale in aria libera (Jth)
100, 250, 400 e 630 A
corrente della guaina termica convenzionale (Jth)
80, 200, 315 e 500 A.
Frequenza nominale CA
50 e 60 hz
Durata meccanica
per correnti 100 e 250 A:
25000 cicli «VO»
per correnti 400 e 630 A:
16000 cicli «IN»
Potenza consumata dal dispositivo per polo
BP32-31
3 watt
BP32-35
15 watt
BP32-37
35 watt
BP32-39
60 watt
Blocchi fusibili - interruttore automatico
Al fine di ridurre le dimensioni complessive del quadro, vengono prodotti blocchi di fusibili (BPV) che forniscono la disconnessione delle correnti nominali e la protezione dei circuiti da sovraccarichi di corrente e cortocircuiti. In BVP, quando si gira la maniglia, la traversa con il fusibile posto su di essa si sposta e si aprono i contatti del dispositivo.
La presenza di due interruzioni per polo garantisce il sezionamento di correnti nominali fino a 350 A con U alternata fino a 550 V. Per sezionare una corrente nominale continua di 350 A a U fino a 440 V, le interruzioni sono alimentate con reti ad arco.
L'estrazione di una cartuccia con un inserto bruciato è possibile solo nella posizione spenta del BPV dopo aver rilasciato un fermo speciale. Durata elettrica del dispositivo 2500, meccanica 500 cicli.
Informazioni sull'installazione
Gli interruttori sotto carico devono essere installati in posizione verticale. Sbarre e fili devono essere collegati ai contatti fissi dell'interruttore, cioè in modo che quando l'interruttore è spento, le sue lame mobili non siano eccitate.
Le sbarre e i fili collegati agli interruttori automatici devono avere una sezione trasversale corrispondente alla corrente nominale dell'interruttore automatico ed essere rinforzati in modo che i carichi meccanici da essi non vengano trasmessi ai terminali.Le sbarre e i fili devono essere serrati saldamente nei terminali degli interruttori automatici per garantire un contatto affidabile ed evitare il surriscaldamento di questi ultimi.
Quando si collegano le sbarre e i fili, i dadi di contatto degli interruttori e degli interruttori a lama devono essere serrati dolcemente senza tirarli fuori. In questo caso, dopo il primo serraggio, il dado va allentato e poi nuovamente serrato dolcemente fino alla rottura.
I dadi devono essere avvitati senza incepparsi; si consiglia di lubrificare i loro fili con vaselina tecnica.
La superficie delle lame di contatto degli interruttori a lama deve essere lubrificata con un piccolo strato di olio di ricino per evitare che aderiscano alle cremagliere di contatto. Durante la pulizia, il grasso addensato degli interruttori e degli interruttori del coltello viene rimosso con benzina pulita.
Le parti metalliche non conduttive degli interruttori a leva montati sul lato anteriore dello schermo devono essere collegate a terra.