Interruttori

Come funziona l'interruttore automatico

Gli interruttori automatici (interruttori, interruttori) sono dispositivi di commutazione elettrici progettati per condurre la corrente del circuito in modalità normali e per proteggere automaticamente le reti e le apparecchiature elettriche dalle modalità di emergenza (correnti di cortocircuito, correnti di sovraccarico, riduzione o scomparsa della tensione, cambio di direzione) di la corrente, la comparsa di campi magnetici di potenti generatori in condizioni di emergenza, ecc.), nonché per commutazioni poco frequenti delle correnti nominali (6-30 volte al giorno).

Per la loro semplicità, convenienza, sicurezza nella manutenzione e affidabilità della protezione contro le correnti di cortocircuito, questi dispositivi sono ampiamente utilizzati negli impianti elettrici di bassa e alta potenza.

Gli interruttori automatici sono dispositivi di commutazione manuali, ma molti tipi sono dotati di un motore elettromagnetico o elettrico che ne consente l'azionamento a distanza.

Principio operativo

Le macchine vengono solitamente spente manualmente (tramite azionamento o telecomando) e, in caso di violazione del normale funzionamento (verifica di sovracorrente o riduzione della tensione), automaticamente.In questo caso ogni macchina viene fornita con uno sganciatore di massima tensione, ed in alcune tipologie con uno sganciatore di minima tensione.

In base alle funzioni protettive svolte, gli interruttori automatici sono suddivisi in macchine automatiche: sovracorrente, sottotensione e potenza inversa.

Gli interruttori automatici vengono utilizzati per aprire automaticamente un circuito elettrico quando si verificano correnti di cortocircuito e sovraccarico al di sopra del limite impostato. Sostituendo l'interruttore e il fusibile, forniscono una protezione più affidabile e selettiva in condizioni anomale.

Se le condizioni ambientali differiscono dal normale (l'umidità dell'aria è superiore all'85% e contiene impurità di vapori nocivi), gli interruttori automatici devono essere collocati in scatole e armadi di costruzione resistente alla polvere e agli agenti chimici.

Classificazione

Gli interruttori automatici si suddividono in:

• gli interruttori di installazione hanno un involucro protettivo isolante (plastico) e possono essere installati in luoghi pubblici;

• universali: non hanno una custodia del genere e sono destinati all'installazione in dispositivi di distribuzione;

• agire rapidamente (il proprio tempo di reazione non supera i 5 ms);

• lento (da 10 a 100 ms);

La velocità è data dal principio stesso di funzionamento (principio elettromagnetico polarizzato o induzione-dinamico, ecc.), nonché dalle condizioni per lo spegnimento rapido dell'arco elettrico. Un principio simile viene utilizzato nelle macchine limitatrici di corrente;

• tempo di risposta selettivo regolabile nell'area delle correnti di cortocircuito;

• interruttori con corrente inversa che si attivano solo quando cambia la direzione della corrente nel circuito protetto;

• Le macchine automatiche polarizzate spengono il circuito solo quando la corrente sale nella direzione in avanti, non polarizzate - con qualsiasi direzione della corrente.

Progetto

Le caratteristiche di progettazione e il principio di funzionamento della macchina sono determinati dal suo scopo e scopo.

L'accensione e lo spegnimento della macchina possono essere effettuati manualmente, con un motore elettrico o un azionamento elettromagnetico.

L'azionamento manuale viene utilizzato per correnti nominali fino a 1000 A e fornisce una capacità di commutazione finale garantita, indipendentemente dalla velocità di movimento della maniglia di chiusura (l'operatore deve eseguire l'operazione di commutazione con decisione: inizio - portarla a fine).

Gli azionamenti dei motori elettromagnetici ed elettrici sono alimentati da sorgenti di tensione. Il circuito di controllo dell'azionamento deve essere protetto contro i ripetuti cortocircuiti, mentre il processo di accensione della macchina alle correnti di cortocircuito limite deve arrestarsi a una tensione di alimentazione dell'85-110% del nominale.

In caso di correnti di sovraccarico e di cortocircuito, l'interruttore scatterà indipendentemente dal fatto che la leva di comando sia tenuta in posizione chiusa.

Una parte importante della macchina è uno sganciatore, che controlla il parametro impostato del circuito protetto e agisce sul dispositivo di sgancio, che fa scattare l'interruttore. Inoltre, lo sblocco consente lo spegnimento remoto della macchina. Le edizioni più comuni sono i seguenti tipi:

• elettromagnetico per la protezione contro le correnti di corto circuito;

• termica per protezione da sovraccarico;

• combinato;

• semiconduttore con elevata stabilità dei parametri di risposta e facile regolazione.

Gli interruttori automatici senza sganciatori possono essere utilizzati per commutare un circuito senza corrente o per commutare raramente la corrente nominale.

Le serie di interruttori prodotti dall'industria sono progettate per essere utilizzate in diverse zone climatiche, poste in luoghi con diverse condizioni di lavoro, per lavorare in condizioni diverse in termini di sollecitazioni meccaniche ed esplosività dell'ambiente, e hanno differenti grado di protezione contro il contatto e gli influssi esterni.

Le informazioni su tipi specifici di dispositivi, le loro versioni standard e dimensioni standard sono fornite nei documenti normativi e tecnici. Di norma, tale documento è il Condizioni tecniche (TU) dell'impianto... In alcuni casi, al fine di unificare prodotti ampiamente utilizzati e prodotti da più imprese, il livello del documento viene elevato (a volte al livello dello standard statale).

Gli interruttori automatici sono costituiti dai seguenti componenti principali:

• sistema di contatto;

• sistema di estinzione dell'arco;

• liberatorio;

• meccanismo di controllo;

• meccanismo di rilascio libero.

Un sistema di contatti è costituito da contatti fissi fissati nell'alloggiamento e da contatti mobili montati incernierati sul semiasse della leva del meccanismo di comando e prevede solitamente un'unica interruzione del circuito.

Un dispositivo di estinzione dell'arco è installato in ogni polo dell'interruttore ed è progettato per localizzare un arco elettrico in un volume limitato. È una camera ad arco con una griglia di lamiera d'acciaio deionizzata. Possono essere forniti anche parascintille sotto forma di piastre in fibra.

Un meccanismo di rilascio libero è un meccanismo incernierato a 3 o 4 bracci che fornisce il rilascio e la disattivazione del sistema di contatto sia in modalità automatica che manuale.

Uno sganciatore di sovracorrente elettromagnetico, che è un elettromagnete di armatura, fornisce l'intervento automatico dell'interruttore in caso di correnti di cortocircuito superiori all'impostazione di corrente. Gli sganciatori di corrente elettromagnetici con dispositivo di ritardo idraulico hanno un tempo di ritardo inverso per proteggere dalle correnti di sovraccarico.

Lo scarico del sovraccarico termico è una piastra termobimetallica. In presenza di correnti di sovraccarico, la deformazione e le forze di questa piastra assicurano l'intervento automatico dell'interruttore. Il ritardo diminuisce all'aumentare della corrente.

Le unità di sgancio a semiconduttore sono costituite da un elemento di misura, un blocco di relè a semiconduttore e un elettromagnete di uscita che agisce sul meccanismo di sgancio libero della macchina. Come elemento di misura viene utilizzato un trasformatore di corrente (AC) o un amplificatore con induttanza magnetica (DC).

Lo sganciatore di corrente a semiconduttore consente di regolare i seguenti parametri:

• corrente di scarica nominale;

• impostazione per la corrente di esercizio nell'area delle correnti di cortocircuito (corrente di interruzione);

• impostazioni del tempo di risposta nella zona di congestione;

• impostazioni del tempo di risposta nell'area delle correnti di cortocircuito (per interruttori selettivi).

Molti interruttori automatici utilizzano sganciatori combinati che utilizzano elementi termici per proteggere dalle correnti di sovraccarico ed elementi elettromagnetici per proteggere dalle correnti di cortocircuito senza ritardo (interruzione).

L'interruttore ha anche gruppi aggiuntivi integrati nell'interruttore o collegati ad esso esternamente.Possono essere indipendenti, zero e bassa tensione, contatti puliti e ausiliari, comando remoto manuale ed elettromagnetico, segnalazione di spegnimento automatico, dispositivo di blocco dell'interruttore in posizione "off".

Lo shunt trip è un elettromagnete alimentato da una sorgente di tensione esterna. I rilasci sub e zero possono essere ritardati e non ritardati. Con l'ausilio di uno sganciatore a lancio di corrente o di minima tensione è possibile l'arresto a distanza della macchina.

Condizioni operative

Gli interruttori sono disponibili in versioni con diversi gradi di protezione contro il contatto e gli influssi esterni (IPOO, IP20, IP30, IP54). In questo caso, il grado di protezione dei terminali per il collegamento dei cavi esterni può essere inferiore al grado di protezione dell'alloggiamento dell'interruttore.

Gli interruttori sono prodotti in 5 versioni climatiche e 5 categorie di posizionamento, codificate con lettere U, UHL, T, M, OM e numeri 1,2,3,4,5.

Gli interruttori sono progettati per il funzionamento continuo nelle seguenti condizioni:

• installazione a un'altitudine non superiore a 1000 m (interruttori delle serie AP50 e AE1000 — a un'altitudine non superiore a 2000 m sul livello del mare);

• temperatura dell'aria ambiente da — 40 (senza rugiada e gelo) a + 40 ° C (per interruttori serie AE1000 — da +5 a + 40 ° C);

• umidità relativa dell'ambiente non superiore al 90% a 20°C e non superiore al 50% a 40°C;

• ambiente - non esplosivo, non contenente polvere (incluso conduttivo) in quantità tale da interrompere il funzionamento dell'interruttore automatico e gas e vapori corrosivi in ​​​​concentrazioni che distruggono metalli e isolamento;

• luogo di installazione dell'interruttore - protetto da acqua, olio, emulsione, ecc.;

• mancanza di esposizione diretta alle radiazioni solari e radioattive;

• mancanza di urti acuti (colpi) e forti scuotimenti; è consentita la vibrazione dei punti di montaggio degli interruttori con una frequenza fino a 100 Hz con un'accelerazione non superiore a 0,7 g.

I gruppi di condizioni operative per i prodotti elettrici per quanto riguarda l'impatto dei fattori meccanici dell'ambiente esterno sono determinati da GOST 17516.1-90. Secondo i dati del catalogo, gli interruttori automatici sono progettati per il funzionamento nei gruppi Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25.

In termini di sicurezza, gli interruttori automatici sono conformi a GOST 12.2.007.0-75 e GOST 12.2.007.6-75, ai requisiti delle «Regole per gli impianti elettrici» e garantiscono le condizioni operative determinate dalle «Regole per il funzionamento tecnico degli impianti» dall'utente «e» Norme di sicurezza per il funzionamento degli impianti elettrici da parte dell'utente «, approvato dal Servizio di supervisione energetica statale il 21.12.94 Per quanto riguarda la protezione contro le correnti di dispersione, gli interruttori automatici soddisfano i requisiti di GOST 12.1. 038-82.

Il lavoro non lavorativo (stoccaggio e trasporto durante le pause lavorative) è conforme a GOST 15543-70 e GOST 15150-69.

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