Dieser Artikel setzt eine Reihe von Veröffentlichungen zum Thema fort elektrische Schutzgeräte- Leistungsschalter, RCDs, automatische Geräte, in denen wir Zweck, Aufbau und Funktionsprinzip detailliert analysieren, ihre Hauptmerkmale berücksichtigen und die Berechnung und Auswahl elektrischer Schutzgeräte detailliert analysieren. Wird diese Artikelserie vervollständigen Schritt-für-Schritt-Algorithmus, in dem der vollständige Algorithmus zur Berechnung und Auswahl von Leistungsschaltern und RCDs kurz, schematisch und in logischer Reihenfolge vorgestellt wird.

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Nun, in diesem Artikel werden wir herausfinden, was ein Leistungsschalter ist, wofür er gedacht ist, wie er funktioniert und wie er funktioniert.

Leistungsschalter(oder meist nur „Maschine“) ist ein Kontaktschaltgerät, das zum Ein- und Ausschalten (d. h. zum Schalten) eines Stromkreises dient und Kabel, Leitungen und Verbraucher schützt ( Elektrogeräte) vor Überlastströmen und Kurzschlussströmen.

Diese. Der Leistungsschalter erfüllt drei Hauptfunktionen:

1) Stromkreisumschaltung (ermöglicht das Ein- und Ausschalten eines bestimmten Abschnitts des Stromkreises);

2) bietet Schutz vor Überlastströmen und schaltet den geschützten Stromkreis ab, wenn in ihm ein Strom fließt, der den zulässigen Wert überschreitet (z. B. wenn ein oder mehrere leistungsstarke Geräte an die Leitung angeschlossen werden);

3) trennt den geschützten Stromkreis vom Versorgungsnetz, wenn in ihm große Kurzschlussströme auftreten.

Somit führen Automaten gleichzeitig die Funktionen aus Schutz und Funktionen Management.

Von Design Es gibt drei Haupttypen von Leistungsschaltern:

— Luftleistungsschalter (wird in der Industrie in Stromkreisen mit hohen Strömen von mehreren Tausend Ampere verwendet);

— Kompaktleistungsschalter (ausgelegt für einen breiten Betriebsstrombereich von 16 bis 1000 Ampere);

— Modulare Leistungsschalter , das uns Bekannteste, an das wir gewöhnt sind. Sie sind im Alltag, in unseren Häusern und Wohnungen weit verbreitet.

Sie werden als modular bezeichnet, da ihre Breite genormt ist und je nach Polzahl ein Vielfaches von 17,5 mm beträgt. Auf diesen Sachverhalt wird in einem separaten Artikel näher eingegangen.

Sie und ich werden auf den Seiten der Website über modulare Leistungsschalter und Fehlerstromschutzschalter nachdenken.

Aufbau und Funktionsprinzip Leistungsschalter.

Der thermische Auslöser löst nicht sofort, sondern erst nach einiger Zeit aus, wodurch der Überlaststrom wieder auf seinen Normalwert zurückkehrt. Wenn der Strom während dieser Zeit nicht abnimmt, wird der thermische Auslöser aktiviert, der den Verbraucherkreis vor Überhitzung, Schmelzen der Isolierung und einem möglichen Kabelbrand schützt.

Eine Überlastung kann durch den Anschluss leistungsstarker Geräte an die Leitung verursacht werden, die die Nennleistung des geschützten Stromkreises überschreiten. Wenn beispielsweise eine sehr leistungsstarke Heizung oder ein Elektroherd mit Backofen an die Leitung angeschlossen ist (mit einer Leistung, die über der Nennleistung der Leitung liegt) oder mehrere leistungsstarke Verbraucher gleichzeitig (Elektroherd, Klimaanlage, Waschmaschine B. Boiler, Wasserkocher usw.), oder große Menge gleichzeitig eingeschaltete Geräte.

Im Falle eines Kurzschlusses Der Strom im Stromkreis steigt sofort an, das in der Spule gemäß dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion induzierte Magnetfeld bewegt den Magnetkern, der den Auslösemechanismus aktiviert und die Leistungskontakte des Leistungsschalters (d. h. bewegliche und feste Kontakte) öffnet. Die Leitung öffnet sich, wodurch Sie die Stromversorgung aus dem Notstromkreis unterbrechen und die Maschine selbst, die elektrischen Leitungen und das geschlossene Elektrogerät vor Feuer und Zerstörung schützen können.

Ein elektromagnetischer Auslöser arbeitet im Gegensatz zu einem thermischen fast augenblicklich (ca. 0,02 s), jedoch bei deutlich höheren Stromwerten (ab 3 oder mehr Nennstromwerten), sodass die elektrischen Leitungen keine Zeit haben, sich auf die Schmelztemperatur zu erwärmen der Isolierung.

Wenn die Kontakte eines Stromkreises geöffnet werden, wenn er durchläuft elektrischer Strom entsteht ein Lichtbogen, und je größer der Strom im Stromkreis, desto stärker ist der Lichtbogen. Ein Lichtbogen führt zur Erosion und Zerstörung von Kontakten. Um die Kontakte des Leistungsschalters vor seiner zerstörerischen Wirkung zu schützen, ist der Lichtbogen, der im Moment des Öffnens der Kontakte entsteht, auf gerichtet Lichtbogenrutsche (bestehend aus parallelen Platten), wo es zerkleinert, befeuchtet, abkühlt und verschwindet. Beim Brennen des Lichtbogens entstehen Gase, die durch eine spezielle Öffnung aus dem Maschinenkörper abgeführt werden.

Es wird nicht empfohlen, die Maschine als normalen Leistungsschalter zu verwenden, insbesondere wenn sie ausgeschaltet ist, wenn eine starke Last angeschlossen ist (d. h. bei hohen Strömen im Stromkreis), da dies die Zerstörung und Erosion der Kontakte beschleunigt.

Fassen wir also noch einmal zusammen:

— Mit dem Leistungsschalter können Sie den Stromkreis umschalten (durch Bewegen des Steuerhebels nach oben wird die Maschine mit dem Stromkreis verbunden; durch Bewegen des Hebels nach unten trennt die Maschine die Versorgungsleitung vom Laststromkreis);

— verfügt über einen eingebauten thermischen Auslöser, der die Lastleitung vor Überlastströmen schützt, träge ist und nach einiger Zeit auslöst;

— verfügt über einen eingebauten elektromagnetischen Auslöser, der die Lastleitung vor hohen Kurzschlussströmen schützt und nahezu verzögerungsfrei auslöst;

— enthält eine Lichtbogenlöschkammer, die Leistungskontakte vor den zerstörerischen Auswirkungen eines elektromagnetischen Lichtbogens schützt.

Wir haben das Design, den Zweck und das Funktionsprinzip analysiert.

Im nächsten Artikel befassen wir uns mit den Hauptmerkmalen eines Leistungsschalters, die Sie bei der Auswahl kennen müssen.

Suchen Aufbau und Funktionsprinzip des Leistungsschalters im Videoformat:

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Thermische Freisetzung- Bietet nur Schutz gegen Überstrom.

Elektromagnetischer Auslöser- bietet nur Schutz vor Kurzschlüsse.

Thermisch-magnetische (magnetisch-thermische, kombinierte) Auslösung- besteht aus zwei Arten von Freisetzungen – thermisch und elektromagnetisch. Bietet Schutz sowohl gegen Überstrom als auch gegen Kurzschlüsse.

Thermisch-magnetischer (magnetisch-thermischer, kombinierter) Auslöser mit Schutz gegen Ableitströme- Neben dem Schutz vor Überlast und Kurzschlüssen schützt es Personen und elektrische Anlagen vor Erdschlüssen.

Elektronische Veröffentlichung (elektronische Einheit Schutz (Überstromauslöser) – (je nach Version) bietet die maximale Anzahl an Schutzarten.

Gerät freigeben

Thermische Freisetzung

Der thermische Auslöser ist eine Bimetallplatte, die sich bei Erwärmung biegt und auf den freien Auslösemechanismus einwirkt. Ein Bimetallstreifen wird durch mechanische Verbindung zweier Metallstreifen hergestellt. Dabei werden zwei Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgewählt und durch Löten, Nieten oder Schweißen miteinander verbunden.

Vorteile:

• keine beweglichen Teile;
• anspruchslos gegenüber Verschmutzung;
• Einfachheit des Designs;
• niedriger Preis.

Mängel:

• hoher Eigenenergieverbrauch;
• empfindlich gegenüber Temperaturänderungen Umfeld;
• Bei Erhitzung durch Fremdquellen können sie Fehlalarme auslösen.

Elektromagnetischer Auslöser

Der elektromagnetische Auslöser ist ein sofortiges Gerät. Es handelt sich um einen Magneten, dessen Kern auf den Freilösemechanismus einwirkt. Wenn ein Suprastrom durch die Spulenwicklung fließt, entsteht ein Magnetfeld, das den Kern bewegt und dabei den Widerstand der Rückstellfeder überwindet.

Der EM-Auslöser kann (im Herstellerwerk oder vom Verbraucher) für den Betrieb bei Kurzschlussströmen im Bereich von 2 bis 20 In konfiguriert werden. Der Einstellfehler variiert bei Kompaktschaltern um etwa ±20 % des eingestellten Stromwerts.
Bei Leistungsschaltern kann die Kurzschlussauslöseeinstellung (der Stromwert, bei dem die Auslösung eingeleitet wird) entweder in Ampere oder als Vielfaches des Nennstroms angegeben werden.
Es gibt Einstellungen: 3,5 Zoll; 7 Zoll, 10 Zoll; 12In und andere.

Vorteile:

• Einfachheit des Designs;

Mängel:

• erzeugt ein magnetisches Feld.

Thermomagnetischer Auslöser

Der thermische Auslöser ist eine Bimetallplatte, die aus zwei Legierungsschichten mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht. Wenn ein elektrischer Strom fließt, erwärmt sich die Platte und biegt sich in Richtung der Schicht mit einem niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten. Wenn der angegebene Stromwert überschritten wird, erreicht die Biegung der Platte einen Wert, der ausreicht, um den Auslösemechanismus zu aktivieren, und der Stromkreis öffnet sich, wodurch die geschützte Last abgeschaltet wird.

Der elektromagnetische Auslöser besteht aus einem Magneten mit einem beweglichen Stahlkern, der von einer Feder gehalten wird. Bei Überschreitung des vorgegebenen Stromwertes wird nach dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion in der Spule ein elektromagnetisches Feld induziert, unter dessen Einfluss der Kern unter Überwindung des Federwiderstands in die Magnetspule hineingezogen wird und die Auslösung auslöst Mechanismus. Im Normalbetrieb wird auch in der Spule ein Magnetfeld induziert, dessen Stärke jedoch nicht ausreicht, um den Widerstand der Feder zu überwinden und den Kern zurückzuziehen.

Wie funktioniert die Maschine im Überlastmodus?

Ein Überlastmodus liegt vor, wenn der Strom in dem an den Leistungsschalter angeschlossenen Stromkreis den Nennwert überschreitet, für den der Leistungsschalter ausgelegt ist. In diesem Fall führt der erhöhte Stromfluss durch den Thermoauslöser zu einem Temperaturanstieg Bimetallstreifen und dementsprechend eine Zunahme seiner Biegung, bis der Freigabemechanismus aktiviert wird. Die Maschine schaltet sich aus und öffnet den Stromkreis.

Der Thermoschutz funktioniert nicht sofort, da das Aufwärmen des Bimetallstreifens einige Zeit dauert. Diese Zeit kann je nach Größe des Überstroms zwischen einigen Sekunden und einer Stunde variieren.

Durch diese Verzögerung können Sie Stromausfälle bei zufälligen und kurzfristigen Stromanstiegen im Stromkreis vermeiden (z. B. beim Einschalten von Elektromotoren mit hohen Anlaufströmen).

Der minimale Stromwert, bei dem der thermische Auslöser arbeiten muss, wird über eine Einstellschraube beim Hersteller eingestellt. Typischerweise ist dieser Wert 1,13-1,45-mal höher als der auf dem Etikett der Maschine angegebene Nennwert.

Die Größe des Stroms, bei dem der Wärmeschutz funktioniert, wird auch von der Umgebungstemperatur beeinflusst. In einem heißen Raum erwärmt sich der Bimetallstreifen und verbiegt sich, bis er bei einem geringeren Strom auslöst. Und in Räumen mit niedrige Temperaturen Der Strom, bei dem der thermische Auslöser arbeitet, kann höher als zulässig sein.

Der Grund für die Netzüberlastung ist der Anschluss von Verbrauchern, deren Gesamtleistung die berechnete Leistung des geschützten Netzes übersteigt. Gleichzeitige Einbeziehung verschiedener Arten leistungsstarker Haushaltsgeräte (Klimaanlage, Elektroherd, Waschmaschine usw.) Spülmaschine B. Bügeleisen, Wasserkocher usw.) - kann durchaus zur Auslösung führen thermische Freisetzung.

Entscheiden Sie in diesem Fall, welche Verbraucher deaktiviert werden können. Und beeilen Sie sich nicht, die Maschine wieder einzuschalten. Sie können es erst wieder in die Betriebsstellung spannen, wenn es abgekühlt ist und die Bimetall-Auslöseplatte in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Jetzt wissen Sie, wie ein Leistungsschalter bei Überlast funktioniert

Wie funktioniert eine Maschine im Kurzschlussmodus?

Im Kurzschlussfall ist das Funktionsprinzip des Leistungsschalters anders. Bei einem Kurzschluss steigt der Strom im Stromkreis stark und um ein Vielfaches auf Werte an, die die Verkabelung bzw. die Isolierung der elektrischen Verkabelung zum Schmelzen bringen können. Um eine solche Entwicklung zu verhindern, ist es notwendig, die Kette sofort zu unterbrechen. Genau so funktioniert ein elektromagnetischer Auslöser.

Der elektromagnetische Auslöser ist eine Magnetspule mit einem Stahlkern, der durch eine Feder in einer festen Position gehalten wird.

Ein mehrfacher Anstieg des Stroms in der Magnetspule, der bei einem Kurzschluss im Stromkreis auftritt, führt zu einem proportionalen Anstieg des Magnetflusses, unter dessen Einfluss der Kern in die Magnetspule hineingezogen wird und den Widerstand der Magnetspule überwindet Feder und drückt auf die Entriegelungsstange des Entriegelungsmechanismus. Die Leistungskontakte der Maschine öffnen sich und unterbrechen die Stromversorgung zum Notstromkreis.

Somit schützt der Betrieb des elektromagnetischen Auslösers die elektrischen Leitungen, das geschlossene Elektrogerät und die Maschine selbst vor Feuer und Zerstörung. Seine Reaktionszeit beträgt etwa 0,02 Sekunden und die elektrischen Leitungen haben keine Zeit, sich auf gefährliche Temperaturen zu erwärmen.

In dem Moment, in dem sich die Leistungskontakte der Maschine öffnen und ein großer Strom durch sie fließt, entsteht zwischen ihnen ein Lichtbogen, dessen Temperatur 3000 Grad erreichen kann.

Um die Kontakte und andere Teile der Maschine vor den zerstörerischen Auswirkungen dieses Lichtbogens zu schützen, ist in der Konstruktion der Maschine eine Lichtbogenlöschkammer vorgesehen. Die Lichtbogenkammer ist ein Gitter aus einer Reihe voneinander isolierter Metallplatten.

An der Stelle, an der sich der Kontakt öffnet, entsteht ein Lichtbogen, und dann bewegt sich eines seiner Enden zusammen mit dem beweglichen Kontakt, und das zweite gleitet zuerst entlang des festen Kontakts und dann entlang des damit verbundenen Leiters, was zu führt Rückwand Lichtbogenlöschkammer.

Dort wird es auf den Platten der Lichtbogenlöschkammer zerkleinert (zerkleinert), schwächt sich ab und erlischt. An der Unterseite der Maschine befinden sich spezielle Öffnungen zur Ableitung der bei der Lichtbogenverbrennung entstehenden Gase.

Wenn sich die Maschine beim Auslösen des elektromagnetischen Auslösers abschaltet, können Sie keinen Strom mehr nutzen, bis Sie die Ursache des Kurzschlusses gefunden und beseitigt haben. Die Ursache liegt höchstwahrscheinlich in einer Fehlfunktion eines der Verbraucher.

Trennen Sie alle Verbraucher und versuchen Sie, die Maschine einzuschalten. Gelingt das und die Maschine springt nicht an, ist tatsächlich einer der Verbraucher schuld und man muss nur noch herausfinden, welcher. Wenn die Maschine trotz abgeschalteter Verbraucher erneut ausfällt, ist alles viel komplizierter und wir haben es mit einem Ausfall der Leitungsisolierung zu tun. Wir müssen herausfinden, wo das passiert ist.

Dies ist das Funktionsprinzip eines Leistungsschalters in verschiedenen Notfallsituationen.

Wenn das Auslösen Ihres Leistungsschalters für Sie zu einem Problem geworden ist ständiges Problem Versuchen Sie nicht, das Problem durch die Installation einer Maschine mit einem hohen Nennstrom zu lösen.

Die Maschinen werden unter Berücksichtigung des Querschnitts Ihrer Verkabelung installiert und daher ist ein höherer Strom in Ihrem Netzwerk einfach nicht zulässig. Eine Lösung des Problems kann nur nach einer vollständigen Inspektion der elektrischen Anlage Ihres Hauses durch Fachleute gefunden werden.

Kriterien für die Auswahl von Leistungsschaltern

Die wichtigsten Indikatoren, auf die bei der Auswahl der Maschinen Bezug genommen wird, sind:

Anzahl der Pole;

Nennspannung;

Maximaler Betriebsstrom;

Ausschaltvermögen (Kurzschlussstrom).

Anzahl der Pole

Die Anzahl der Maschinenpole wird aus der Anzahl der Netzphasen bestimmt. Für den Einbau in ein Einphasennetz werden einpolige oder zweipolige verwendet. Für ein dreiphasiges Netz werden drei- und vierpolige Netze verwendet (Netze mit einem TN-S-Neutralerdungssystem). Im häuslichen Bereich werden meist ein- oder zweipolige Leitungsschutzschalter eingesetzt.

Nennspannung

Die Nennspannung der Maschine ist die Spannung, für die die Maschine selbst ausgelegt ist. Unabhängig vom Installationsort muss die Spannung der Maschine gleich oder größer als das Netz sein:

Maximaler Betriebsstrom

Maximaler Betriebsstrom. Die Auswahl der Maschinen auf der Grundlage des maximalen Betriebsstroms besteht darin, dass der Nennstrom der Maschine (Nennstrom des Auslösers) größer oder gleich dem maximalen Betriebsstrom (berechnet) ist, der über einen langen Zeitraum durch den geschützten Abschnitt fließen kann der Schaltung unter Berücksichtigung möglicher Überlastungen:

Um den maximalen Betriebsstrom für einen Abschnitt des Netzwerks (z. B. für eine Wohnung) herauszufinden, müssen Sie die Gesamtleistung ermitteln. Dazu summieren wir die Leistung aller Geräte, die über diese Maschine angeschlossen werden (Kühlschrank, Fernseher, Herd usw.). Die Strommenge aus der empfangenen Leistung kann auf zwei Arten ermittelt werden: durch Vergleich oder durch Formel .

Bei einem 220-V-Netz mit einer Belastung von 1 kW beträgt der Strom 5 A. In einem Netz mit einer Spannung von 380 V beträgt der Stromwert für 1 kW Leistung 3 A. Mit dieser Vergleichsmöglichkeit können Sie den Strom ermitteln durch eine bekannte Macht. Beispielsweise betrug die Gesamtleistung in der Wohnung 4,6 kW und der Strom etwa 23 A. Um den Strom genauer zu bestimmen, können Sie die bekannte Formel verwenden:

Für elektrische Haushaltsgeräte.

Bruchkapazität

Bruchkapazität. Bei der Auswahl eines Leistungsschalters auf der Grundlage des Nennabschaltstroms kommt es darauf an, sicherzustellen, dass der Strom, den die Maschine abschalten kann, größer ist als der Kurzschlussstrom an der Stelle, an der das Gerät installiert ist: Der Nennabschaltstrom ist am höchsten Kurzschlussstrom. die Maschine bei Nennspannung ausschalten kann.

Bei der Auswahl von Maschinen industrielle Zwecke sie werden zusätzlich überprüft auf:

Elektrodynamischer Widerstand:

Wärmewiderstand:

Leistungsschalter werden mit der folgenden Nennstromskala hergestellt: 4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 und 160 A.

Im Wohnbereich (Häuser, Wohnungen) werden in der Regel zweipolige Schutzschalter mit einer Leistung von 16 oder 25 A und einem Abschaltstrom von 3 kA installiert.

Was sind die Zeit- und Stromeigenschaften von Leistungsschaltern?

Während des normalen Betriebs des Stromnetzes und aller Geräte fließt elektrischer Strom durch den Leistungsschalter. Wenn jedoch die Stromstärke aus irgendeinem Grund die Nennwerte überschreitet, wird der Stromkreis aufgrund der Betätigung der Leistungsschalterauslöser geöffnet.

Die Auslösecharakteristik des Leistungsschalters ist sehr gut wichtiges Merkmal, der beschreibt, wie stark die Betriebszeit der Maschine vom Verhältnis des durch die Maschine fließenden Stroms zum Nennstrom der Maschine abhängt.

Dieses Merkmal ist insofern komplex, als seine Darstellung die Verwendung von Diagrammen erfordert. Maschinen mit gleicher Nennleistung werden abhängig von der Art der Maschinenkurve (wie die Stromkennlinie manchmal genannt wird) bei unterschiedlichen Stromstärken unterschiedlich abgeschaltet, sodass Maschinen mit verwendet werden können unterschiedliche Eigenschaften Für verschiedene Typen Lasten.

Dadurch wird einerseits die Schutzstromfunktion erfüllt und andererseits ein Mindestmaß an Strom Fehlalarme- das ist die Bedeutung dieser Eigenschaft.

In der Energiewirtschaft gibt es Situationen, in denen ein kurzfristiger Stromanstieg nicht mit dem Auftreten eines Notbetriebs verbunden ist und der Schutz nicht auf solche Änderungen reagieren sollte. Gleiches gilt für Automaten.

Wenn Sie einen Motor einschalten, beispielsweise eine Landpumpe oder einen Staubsauger, entsteht in der Leitung ein ziemlich großer Stromstoß, der um ein Vielfaches höher ist als normal.

Gemäß der Bedienlogik sollte sich die Maschine natürlich ausschalten. Beispielsweise verbraucht der Motor im Startmodus 12 A und im Betriebsmodus 5 A. Die Maschine ist auf 10 A eingestellt und schaltet sich bei 12 A ab. Was ist in diesem Fall zu tun? Wenn Sie ihn beispielsweise auf 16 A einstellen, ist nicht klar, ob er sich ausschaltet oder nicht, wenn der Motor klemmt oder das Kabel kurzschließt.

Dieses Problem ließe sich lösen, wenn man ihn auf einen geringeren Strom einstellte, dann würde er aber bei jeder Bewegung ausgelöst. Aus diesem Grund wurde ein solches Konzept für eine Maschine als „Zeit-Strom-Kennlinie“ erfunden.

Was sind die aktuellen Eigenschaften von Leistungsschaltern und wie unterscheiden sie sich voneinander?

Die Hauptauslöseorgane eines Leistungsschalters sind bekanntlich thermische und elektromagnetische Auslöser.

Der Thermoauslöser ist eine Bimetallplatte, die sich bei Erwärmung durch einen fließenden Strom verbiegt. Dadurch wird der Auslösemechanismus aktiviert und bei längerer Überlastung zeitverzögert ausgelöst. Die Erwärmung des Bimetallstreifens und die Auslösezeit des Auslösers hängen direkt vom Überlastgrad ab.

Der elektromagnetische Auslöser ist ein Magnet mit einem Kern. Das Magnetfeld des Magneten zieht bei einem bestimmten Strom den Kern an, wodurch der Auslösemechanismus aktiviert wird. Bei einem Kurzschluss erfolgt ein sofortiger Betrieb, wodurch der betroffene Abschnitt des Netzwerks nicht beschädigt wird Warten Sie, bis sich der Thermoauslöser (Bimetallplatte) im Leistungsschalter erwärmt hat.

Die Abhängigkeit der Ansprechzeit des Leistungsschalters von der Stärke des durch den Leistungsschalter fließenden Stroms wird durch die Stromkennlinie des Leistungsschalters genau bestimmt.

Wahrscheinlich ist jedem das Bild der lateinischen Buchstaben B, C, D auf den Hüllen aufgefallen modulare Maschinen. Sie charakterisieren also das Vielfache der Einstellung des elektromagnetischen Auslösers an der Nennleistung der Maschine und geben deren Zeit- und Stromeigenschaften an.

Diese Buchstaben geben den momentanen Betriebsstrom des elektromagnetischen Auslösers der Maschine an. Einfach ausgedrückt zeigt die Ansprechcharakteristik eines Leistungsschalters die Empfindlichkeit des Leistungsschalters an – den niedrigsten Strom, bei dem der Leistungsschalter sofort abschaltet.

Die Maschinen weisen mehrere Merkmale auf, von denen die häufigsten sind:

B – von 3 bis 5 ×In;

C – von 5 bis 10 ×In;

D – von 10 bis 20 × Zoll.

Was bedeuten die Zahlen oben?

Lassen Sie mich Ihnen ein kleines Beispiel geben. Nehmen wir an, es gibt zwei Maschinen mit der gleichen Leistung (gleicher Nennstrom), aber die Ansprecheigenschaften ( lateinische Buchstaben auf einem Automaten) unterschiedlich: Automaten B16 und C16.

Der Arbeitsbereich des elektromagnetischen Auslösers für B16 beträgt 16*(3...5)=48...80A. Für C16 beträgt der momentane Ansprechstrombereich 16*(5...10)=80...160A.

Bei einem Strom von 100 A schaltet der Leistungsschalter B16 fast augenblicklich ab, während der Leistungsschalter C16 nicht sofort abschaltet, sondern nach einigen Sekunden aus dem thermischen Schutz (nachdem sich seine Bimetallplatte erwärmt hat).

In Wohngebäuden und Wohnungen, in denen die Lasten rein aktiv sind (ohne große Anlaufströme) und leistungsstarke Motoren selten eingeschaltet werden, sind Maschinen mit der Charakteristik B am empfindlichsten und am besten zu verwenden. Heute ist die Charakteristik C sehr verbreitet, was Auch für Wohn- und Verwaltungsgebäude einsetzbar.

Die Charakteristik D eignet sich lediglich zum Antrieb von Elektromotoren, Großmotoren und anderen Geräten, bei denen beim Einschalten große Anlaufströme auftreten können. Aufgrund der verringerten Empfindlichkeit während eines Kurzschlusses können außerdem Maschinen mit Charakteristik D für den Einsatz als Eingangsgeräte empfohlen werden, um die Selektivitätschancen bei ABs niedrigerer Gruppe während eines Kurzschlusses zu erhöhen.

Was schützt ein Leistungsschalter?

Bevor Sie sich für eine Maschine entscheiden, sollten Sie verstehen, wie sie funktioniert und was sie schützt. Viele Menschen glauben, dass die Maschine Haushaltsgeräte schützt. Dies ist jedoch absolut nicht wahr. Die Maschine kümmert sich nicht um die Geräte, die Sie an das Netzwerk anschließen – sie schützt die elektrischen Leitungen vor Überlastung.

Denn wenn das Kabel überlastet ist oder ein Kurzschluss auftritt, steigt der Strom, was zu einer Überhitzung des Kabels und sogar zu einem Brand der Verkabelung führt.

Bei einem Kurzschluss steigt der Strom besonders stark an. Die Stromstärke kann bis zu mehreren tausend Ampere betragen. Natürlich kann kein Kabel einer solchen Belastung lange standhalten. Darüber hinaus hat das Kabel einen Querschnitt von 2,5 Quadratmetern. mm, das häufig für die Verlegung elektrischer Leitungen in Privathaushalten und Wohnungen verwendet wird. Es leuchtet einfach wie eine Wunderkerze. A offenes Feuer In Innenräumen kann es zu Bränden kommen.

Daher spielt die richtige Berechnung des Leistungsschalters eine sehr wichtige Rolle. Eine ähnliche Situation tritt bei Überlastungen auf – der Leistungsschalter schützt die elektrischen Leitungen.

Wenn die Belastung den zulässigen Wert überschreitet, steigt der Strom stark an, was zur Erwärmung des Drahtes und zum Schmelzen der Isolierung führt. Dies kann wiederum zu einem Kurzschluss führen. Und die Folgen einer solchen Situation sind vorhersehbar – offenes Feuer und Feuer!

Welche Ströme werden zur Berechnung von Maschinen verwendet?

Die Funktion eines Leistungsschalters besteht darin, die ihm nachgeschalteten elektrischen Leitungen zu schützen. Der Hauptparameter, anhand dessen automatische Maschinen berechnet werden, ist der Nennstrom. Aber der Nennstrom von was, der Last oder dem Kabel?

Basierend auf den Anforderungen von PUE 3.1.4 werden die Einstellströme von Leistungsschaltern, die zum Schutz einzelner Abschnitte des Netzwerks dienen, möglichst kleiner als die berechneten Ströme dieser Abschnitte oder entsprechend dem Nennstrom des Empfängers gewählt.

Die Berechnung der Maschine nach Leistung (basierend auf dem Nennstrom des elektrischen Empfängers) erfolgt, wenn die Leitungen über die gesamte Länge in allen Abschnitten der elektrischen Verkabelung für eine solche Belastung ausgelegt sind. Das heißt zulässiger Strom Die elektrische Verkabelung ist größer als die Nennleistung der Maschine.

Zum Beispiel in einem Bereich, in dem ein Kabel mit einem Querschnitt von 1 Quadratmeter verwendet wird. mm, der Belastungswert beträgt 10 kW. Wir wählen die Maschine nach dem Nennlaststrom aus – stellen Sie die Maschine auf 40 A ein. Was passiert in diesem Fall? Der Draht beginnt sich zu erwärmen und zu schmelzen, da er für einen Nennstrom von 10-12 Ampere ausgelegt ist und ein Strom von 40 Ampere durch ihn fließt. Die Maschine schaltet sich nur aus, wenn ein Kurzschluss auftritt. Infolgedessen kann die Verkabelung versagen und sogar einen Brand verursachen.

Ausschlaggebend für die Wahl des Nennstroms der Maschine ist daher der Querschnitt der stromführenden Leitung. Die Lastgröße wird erst nach Auswahl des Drahtquerschnitts berücksichtigt. Der auf der Maschine angegebene Nennstrom muss kleiner sein als der maximal zulässige Strom für einen Draht mit einem bestimmten Querschnitt.

Somit erfolgt die Auswahl der Maschine entsprechend Mindestquerschnitt Draht, der bei der Verkabelung verwendet wird.

Beispielsweise der zulässige Strom für einen Kupferdraht mit einem Querschnitt von 1,5 kW. mm, beträgt 19 Ampere. Das bedeutet, dass wir für diesen Draht den Wert des Nennstroms der Maschine wählen, der der kleineren Seite am nächsten kommt, nämlich 16 Ampere. Wenn Sie eine Maschine mit einem Wert von 25 Ampere wählen, erwärmt sich die Verkabelung, da die Leitung dieses Querschnitts nicht für einen solchen Strom ausgelegt ist. Um den Leistungsschalter korrekt zu berechnen, muss zunächst der Leitungsquerschnitt berücksichtigt werden.

Der Hauptunterschied zwischen diesen Schaltgeräte von allen anderen ähnlichen Geräten besteht aus einer komplexen Kombination von Fähigkeiten:

1. Nennlasten im System über einen langen Zeitraum aufrechterhalten, indem leistungsstarke Stromflüsse zuverlässig durch die Kontakte geleitet werden;

2. Betriebsmittel vor unbeabsichtigten Fehlfunktionen schützen Elektrischer Schaltplan aufgrund der schnellen Stromentnahme.

Bei normale Bedingungen Beim Betrieb des Geräts kann der Bediener Lasten manuell mit Leistungsschaltern schalten und bietet so Folgendes:

verschiedene Schemata Ernährung;

Ändern der Netzwerkkonfiguration;

Außerbetriebnahme von Geräten.

Notfallsituationen in elektrische Systeme ah entstehen sofort und spontan. Eine Person ist nicht in der Lage, schnell auf ihr Auftreten zu reagieren und Maßnahmen zu ergreifen, um sie zu beseitigen. Diese Funktion ist zugewiesen automatische Geräte, im Schalter eingebaut.

Im Energiesektor ist es üblich, elektrische Anlagen nach Stromart zu unterteilen:

Konstante;

variabel sinusförmig.

Darüber hinaus gibt es eine Einteilung der Geräte nach Spannung:

Niederspannung – weniger als tausend Volt;

Hochspannung - alles andere.

Für alle Arten dieser Systeme werden eigene Leistungsschalter erstellt, die für den wiederholten Betrieb ausgelegt sind.

Ketten Wechselstrom

Basierend auf der Leistung des übertragenen Stroms werden Leistungsschalter in Wechselstromkreisen herkömmlicherweise unterteilt in:

1. modular;

2. in einem geformten Gehäuse;

3. Power-Luft.

Modulare Designs

Die spezifische Bauform in Form von kleinen Standardmodulen mit einer Breite, die ein Vielfaches von 17,5 mm beträgt, bestimmt ihren Namen und ihr Design mit der Möglichkeit der Montage auf einer DIN-Schiene.

Der innere Aufbau eines dieser Leistungsschalter ist im Bild dargestellt. Sein Körper besteht vollständig aus haltbarem dielektrischem Material, sodass kein Strom entsteht.

Die Versorgungs- und Ausgangskabel werden jeweils an die oberen und unteren Anschlüsse angeschlossen. Um den Zustand des Schalters manuell zu steuern, ist ein Hebel mit zwei festen Positionen installiert:

der obere dient zur Stromzufuhr über einen geschlossenen Stromkontakt;

der untere sorgt für eine Unterbrechung des Stromversorgungskreises.

Jede dieser Maschinen ist dafür konzipiert lange Arbeit bei einem bestimmten Wert (In). Wird die Belastung größer, dann wird der Powerkontakt unterbrochen. Zu diesem Zweck sind im Inneren des Gehäuses zwei Arten von Schutz angebracht:

1. thermische Freisetzung;

2. Stromabschaltung.

Das Funktionsprinzip ermöglicht die Erklärung der Zeit-Strom-Kennlinie, die die Abhängigkeit der Ansprechzeit des Schutzes vom durch ihn fließenden Laststrom oder einem Unfall ausdrückt.

Das in der Abbildung dargestellte Diagramm gilt für einen bestimmten Leistungsschalter, wenn der Abschaltbetriebsbereich auf das 5- bis 10-fache des Nennstroms eingestellt ist.

Bei der anfänglichen Überlast entsteht ein thermischer Auslöser aus , der sich mit steigendem Strom allmählich erwärmt, verbiegt und nicht sofort, sondern mit einer gewissen Zeitverzögerung auf den Auslösemechanismus einwirkt.

Auf diese Weise können sich kleine Überlastungen, die mit dem kurzzeitigen Zuschalten von Verbrauchern einhergehen, von selbst lösen und unnötige Abschaltungen vermeiden. Wenn die Last eine kritische Erwärmung der Verkabelung und Isolierung verursacht, wird der Leistungskontakt unterbrochen.

Wenn im geschützten Stromkreis ein Notstrom auftritt, der das Gerät mit seiner Energie verbrennen kann, dann elektromagnetische Spule. Mit einem Impuls wirft er aufgrund des entstandenen Laststoßes den Kern auf den Trennmechanismus, um den Over-the-Top-Modus sofort zu stoppen.

Die Grafik zeigt, dass je höher die Kurzschlussströme sind, desto schneller werden diese durch den elektromagnetischen Auslöser abgeschaltet.

Die automatische PAR-Sicherung für den Haushalt funktioniert nach den gleichen Prinzipien.

Bei der Unterbrechung großer Ströme entsteht ein Lichtbogen, dessen Energie die Kontakte durchbrennen kann. Um seine Wirkung zu beseitigen, verwenden Leistungsschalter eine Lichtbogenlöschkammer, die die Lichtbogenentladung in kleine Ströme aufteilt und diese durch Abkühlung löscht.

Grenzverhältnis modularer Strukturen

Elektromagnetische Auslöser werden für den Betrieb mit bestimmten Lasten konfiguriert und ausgewählt, da sie beim Starten unterschiedliche Übergangsprozesse erzeugen. Zum Beispiel beim Einschalten verschiedene Lampen Ein kurzfristiger Stromstoß aufgrund des sich ändernden Widerstands des Glühfadens kann das Dreifache des Nennwerts erreichen.

Daher ist es üblich, für die Steckdosengruppe von Wohnungen und Beleuchtungskreisen automatische Schalter mit einer Zeit-Strom-Kennlinie vom Typ „B“ zu wählen. Es ist 3 ÷ 5 Zoll.

Asynchronmotoren verursachen beim Drehen eines Rotors mit Antrieb große Überlastströme. Für sie werden Maschinen mit der Charakteristik „C“ oder - 5÷10 Zoll ausgewählt. Aufgrund der geschaffenen Zeit- und Stromreserve ermöglichen sie ein Hochdrehen des Motors und garantieren, dass er ohne unnötige Abschaltungen in den Betriebsmodus gelangt.

IN Industrielle Produktion An Maschinen und Mechanismen gibt es belastete Antriebe, die mit Motoren verbunden sind, was zu noch größeren Überlastungen führt. Für solche Zwecke werden automatische Leistungsschalter der Charakteristik „D“ mit einer Nennleistung von 10 ÷ 20 In verwendet. Sie haben sich beim Einsatz in Stromkreisen mit aktiv-induktiven Lasten bestens bewährt.

Darüber hinaus verfügen Maschinen über drei weitere Arten von Standard-Zeit-Strom-Kennlinien, die für besondere Zwecke verwendet werden:

1. „A“ – für lange Leitungen mit aktiver Last oder Schutz von Halbleiterbauelementen mit einem Wert von 2 ÷ 3 In;

2. „K“ – für ausgeprägte induktive Lasten;

3. „Z“ – für elektronische Geräte.

IN technische Dokumentation bei verschiedene Hersteller Das Cut-Off-Verhältnis für die letzten beiden Typen kann geringfügig unterschiedlich sein.

Diese Geräteklasse ist in der Lage, höhere Ströme zu schalten modulare Designs. Ihre Belastung kann Werte bis zu 3,2 Kiloampere erreichen.

Sie werden nach den gleichen Prinzipien wie Modulbauweisen hergestellt, sind jedoch unter Berücksichtigung der gestiegenen Anforderungen an die Aufnahme erhöhter Lasten auf relativ kleine Abmessungen und eine hohe technische Qualität ausgelegt.

Diese Maschinen sind für konzipiert sicheres Arbeiten an Industrieanlagen. Basierend auf dem Nennstrom werden sie herkömmlicherweise in drei Gruppen eingeteilt, mit der Möglichkeit, Lasten bis zu 250, 1000 und 3200 Ampere zu schalten.

Ausführung ihrer Gehäuse: drei- oder vierpolige Modelle.

Leistungsschalter

Sie arbeiten in Industrieanlagen und arbeiten mit sehr hohen Lastströmen bis zu 6,3 Kiloampere.

Dies sind die komplexesten Geräte zum Schalten von Niederspannungsgeräten. Sie dienen dem Betrieb und Schutz elektrischer Anlagen als Ein- und Ausgabegeräte von Hochleistungsverteilungsanlagen und zum Anschluss von Generatoren, Transformatoren, Kondensatoren oder leistungsstarken Elektromotoren.

Schematische Darstellung davon innere Struktur im Bild dargestellt.

Hierbei wird eine doppelte Unterbrechung des Leistungskontakts verwendet und auf jeder Seite der Abschaltung sind Lichtbogenlöschkammern mit Gittern installiert.

Der Betriebsalgorithmus umfasst eine Schaltspule, eine Schließfeder, einen Federspannmotorantrieb und automatische Elemente. Zur Steuerung der fließenden Lasten ist ein Stromwandler mit Schutz- und Messwicklung eingebaut.

Leistungsschalter von Hochspannungsgeräten sind sehr komplex technische Geräte und werden für jede Spannungsklasse streng individuell gefertigt. Sie werden normalerweise verwendet.

Für sie gelten folgende Anforderungen:

hohe Zuverlässigkeit;

Sicherheit;

Geschwindigkeit;

Benutzerfreundlichkeit;

relative Geräuschlosigkeit während des Betriebs;

optimale Kosten.

Lasten, die kaputtgehen, wenn Notabschaltung, werden von einem sehr starken Bogen begleitet. Um es zu löschen, verwenden sie verschiedene Möglichkeiten, einschließlich der Unterbrechung des Stromkreises in einer besonderen Umgebung.

Dieser Schalter beinhaltet:

Kontaktsystem;

Lichtbogenlöschgerät;

spannungsführende Teile;

isoliertes Gehäuse;

Antriebsmechanismus.

Eines dieser Schaltgeräte ist auf dem Foto abgebildet.

Für Qualitätsarbeit Schaltungen in solchen Ausführungen berücksichtigen zusätzlich zur Betriebsspannung:

der Nennwert des Laststroms für seine zuverlässige Übertragung im eingeschalteten Zustand;

maximaler Kurzschlussstrom basierend auf dem Effektivwert, dem der Trennmechanismus standhalten kann;

zulässiger Anteil des aperiodischen Stroms im Moment der Unterbrechung des Stromkreises;

automatisch neu starten und Bereitstellung von zwei automatischen Wiedereinschaltzyklen.

Entsprechend den Methoden zum Löschen des Lichtbogens während der Abschaltung werden Schalter in folgende Kategorien eingeteilt:

Öl;

Vakuum;

Luft;

SF6;

Autogas;

elektromagnetisch;

autopneumatisch.

Für zuverlässige und angenehmes Arbeiten Sie sind mit einem Antriebsmechanismus ausgestattet, der eine oder mehrere Energiearten oder Kombinationen daraus nutzen kann:

geladene Feder;

angehobene Last;

Druck Druckluft;

elektromagnetischer Impuls vom Magneten.

Abhängig von den Einsatzbedingungen können sie mit einer Spannung von einem bis einschließlich 750 Kilovolt betrieben werden. Natürlich haben sie das verschiedene Designs. Abmessungen, Automatik- und Fernsteuerungsmöglichkeiten, Schutzeinstellungen für sicheren Betrieb.

Hilfssysteme solcher Leistungsschalter können eine sehr komplexe verzweigte Struktur aufweisen und sind auf zusätzlichen Schalttafeln in speziellen technischen Gebäuden untergebracht.

Ketten Gleichstrom

Diese Netzwerke betreiben auch eine große Anzahl von Leistungsschaltern mit unterschiedlichen Funktionen.

Elektrische Geräte bis 1000 Volt

Moderne Technologien werden hier in großem Umfang eingeführt modulare Geräte, mit der Möglichkeit zur Montage auf einer DIN-Schiene.

Sie ergänzen erfolgreich die Klassen alter Maschinengewehre wie , AE und andere ähnliche, die mit Schraubverbindungen an den Schildwänden befestigt wurden.

Modulare DC-Designs haben den gleichen Aufbau und das gleiche Funktionsprinzip wie ihre AC-Pendants. Sie können in einem oder mehreren Blöcken durchgeführt werden und werden je nach Belastung ausgewählt.

Elektrische Geräte über 1000 Volt

Hochspannungs-Leistungsschalter für Gleichstrom werden in Elektrolyse-Produktionsanlagen, metallurgischen Industrieanlagen, im Eisenbahn- und städtischen elektrifizierten Verkehr sowie in Energieunternehmen eingesetzt.

Basic technische Anforderungen Die Funktionsweise solcher Geräte entspricht denen ihrer Wechselstrom-Pendants.

Hybridschalter

Wissenschaftlern des schwedisch-schweizerischen Unternehmens ABB ist es gelungen, einen Hochspannungs-Gleichstromschalter zu entwickeln, der zwei Leistungsstrukturen kombiniert:

1. SF6;

2. Vakuum.

Es heißt Hybrid (HGÜ) und nutzt die Technologie der sequentiellen Lichtbogenlöschung in zwei Umgebungen gleichzeitig: Schwefelhexafluorid und Vakuum. Zu diesem Zweck wurde das folgende Gerät zusammengebaut.

Die obere Sammelschiene des Hybrid-Vakuum-Leistungsschalters wird mit Spannung versorgt, die untere Sammelschiene des SF6-Leistungsschalters wird mit Spannung versorgt.

Die Leistungsteile beider Schaltgeräte sind in Reihe geschaltet und werden von ihren Einzelantrieben gesteuert. Damit sie gleichzeitig arbeiten können, wurde ein Steuergerät für synchronisierte Koordinatenoperationen geschaffen, das über einen Glasfaserkanal Befehle an den Steuermechanismus mit unabhängiger Stromversorgung überträgt.

Durch den Einsatz hochpräziser Technologien konnten die Designentwickler eine Konsistenz der Aktionen der Aktoren beider Antriebe erreichen, die in einen Zeitraum von weniger als einer Mikrosekunde passt.

Der Schalter wird von einer in die Stromleitung eingebauten Relaisschutzeinheit über einen Repeater gesteuert.

Der Hybrid-Leistungsschalter hat es ermöglicht, die Effizienz von Gas- und Vakuum-Verbundkonstruktionen durch die Nutzung ihrer kombinierten Eigenschaften erheblich zu verbessern. Gleichzeitig konnten Vorteile gegenüber anderen Analoga realisiert werden:

1. die Fähigkeit, Kurzschlussströme bei hoher Spannung zuverlässig abzuschalten;

2. Möglichkeit eines geringen Aufwandes für den Wechsel Kraftelemente, was es ermöglichte, die Abmessungen deutlich zu reduzieren und. dementsprechend die Kosten für die Ausrüstung;

3. Verfügbarkeit der Einhaltung verschiedener Standards für die Erstellung von Strukturen, die als Teil eines separaten Leistungsschalters oder kompakter Geräte in einer Umspannstation betrieben werden;

4. die Fähigkeit, die Folgen eines schnell zunehmenden Erholungsstresses zu beseitigen;

5. die Fähigkeit, ein Basismodul für den Betrieb mit Spannungen bis 145 Kilovolt und höher zu bilden.

Eine Besonderheit des Designs ist die Fähigkeit, einen Stromkreis in 5 Millisekunden zu unterbrechen, was mit Leistungsgeräten anderer Designs nahezu unmöglich ist.

Hybrid-Switch-Gerät mit der Nummer zehn beste Entwicklungen für das Jahr laut dem Technology Review des MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Auch andere Hersteller führen ähnliche Studien durch. elektrische Geräte. Sie haben auch bestimmte Ergebnisse erzielt. Aber ABB ist ihnen in dieser Angelegenheit voraus. Das Management geht davon aus, dass es bei der Übertragung von Wechselstrom zu Stromausfällen kommt große Verluste. Sie können durch den Einsatz von Hochspannungs-Gleichspannungskreisen deutlich reduziert werden.

Einführung

1. Leistungsschalter

2. Leistungsschalter mit thermischen Auslösern

3. Automatische Leistungsschalter mit kombinierten Auslösern

Referenzen

Einführung

Um Netze und elektrische Empfänger vor Schäden durch einen über den zulässigen Wert hinausgehenden Strom zu schützen, werden derzeit zunehmend Leistungsschalter eingesetzt. Sie dienen zum Leiten, Einschalten und automatischen Öffnen von Stromkreisen bei ungewöhnlichen Ereignissen (z. B. Überlastströme, Kurzschlüsse, unzulässige Spannungsabfälle) sowie zum seltenen manuellen Einschalten von Stromkreisen. Schalter werden mit thermischen, elektromagnetischen und kombinierten (thermischen und elektromagnetischen) Auslösern mit unterschiedlicher Polzahl – eins, zwei und drei – hergestellt. In einphasigen Stromkreisen werden ein- und zweipolige Stromkreise verwendet, in dreiphasigen Stromkreisen werden dreipolige Stromkreise verwendet.

1. Leistungsschalter

Automatische Schutzschalter mit elektromagnetischen Auslösern dienen dazu, das Netz und den elektrischen Empfänger auch kurzzeitig vor Schäden durch Kurzschlussströme zu schützen. Das schematische Diagramm eines solchen Schalters ist in Abb. 1, a.

Der Hauptstromkreiskontakt wird durch Drücken einer Taste oder Drehen eines Griffs geschlossen. In diesem Fall wird die Kraft der Öffnungsfeder überwunden und der Kontakt wird durch die Klinke 3 in der geschlossenen Position gehalten. Sobald der Strom im geschützten Stromkreis einen bestimmten Wert überschreitet, wird der Kern 6 in die Spule 5 und durch den Hebel gezogen 4 gibt Riegel 5 frei. Unter der Wirkung von Feder 1 öffnet sich Kontakt 2. Das Diagramm zeigt einen Kontakt des Hauptstromkreises, praktisch können es jedoch zwei oder drei davon sein, und es kann die gleiche Anzahl von Spulen 5 mit Kernen 6 geben. Im eingezogenen Zustand wirken alle Kerne auf denselben Riegel 3. Erhöhen des Stroms Wenn in einem beliebigen Draht (Spule) ein Wert über dem Einstellwert des Betriebsstroms ansteigt, werden alle Hauptkontakte geöffnet.

Ein Elektromagnet mit einem Auslösemechanismus wird als elektromagnetischer Auslöser bezeichnet. Die Abschaltzeit von Leistungsschaltern mit elektromagnetischen Auslösern ist unbedeutend (Bruchteile einer Sekunde), daher werden sie als unverzögerte Maximalschutzgeräte eingestuft.

Der Vorteil von Leistungsschaltern gegenüber Sicherungen besteht darin, dass sie mehrere Funktionen haben. Nach dem Auslösen der Sicherung muss der Sicherungseinsatz ausgetauscht werden. Nach Beseitigung der Auslöseursache kann der Leistungsschalter per Knopfdruck oder durch Drehen des Griffs für eine erneute Betätigung vorbereitet werden.

Automatische Schalter dienen nicht nur dazu, Empfänger bei Kurzschlussströmen auszuschalten, sondern auch, um sie im Normalbetrieb gelegentlich manuell ein- und auszuschalten. Der beim Öffnen des Stromkreises entstehende Lichtbogen wird in Luft oder Öl gelöscht. Abhängig davon werden Leistungsschalter als Luft- oder Öl-Leistungsschalter bezeichnet. In Stromkreisen mit Spannungen bis 500 V werden überwiegend offene Leistungsschalter eingesetzt.

2. Leistungsschalter mit thermischen Auslösern

Metalle haben unterschiedliche Längenausdehnungskoeffizienten und dehnen sich daher bei Erwärmung unterschiedlich aus. Legt man zwei Metallplatten mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten übereinander und verbindet sie fest miteinander, so entsteht ein Bimetallstreifen. Bei Erwärmung verformt es sich konvex zur aktiven Metallschicht hin. Eine aktive Metallschicht weist einen hohen Ausdehnungskoeffizienten auf. Die andere Schicht wird als passiv bezeichnet. Die aktive Schicht besteht aus Stahl und die passive Schicht aus Invar (einer Legierung bestehend aus 64 % Eisen und 36 % Nickel). Koeffizient lineare Ausdehnung Invar ist 12-mal weniger als Stahl.

Wenn ein Ende der Bimetallplatte fixiert ist, biegt sich das andere Ende beim Erhitzen in Richtung der Passivschicht. Diese Eigenschaft der Platte wird genutzt, um die Verriegelung des Leistungsschalters zu lösen. Der Grad der Verformung der Platte hängt von ihrer Erwärmungstemperatur ab.

Es werden zwei Methoden zum Erhitzen der Platte verwendet: direkt und indirekt. Im ersten Fall fließt der Strom direkt durch die Platte. In diesem Fall ist die darin freigesetzte Wärmemenge proportional zum Quadrat des Stroms, seiner Durchgangszeit und dem Widerstand der Platte. Bei der zweiten Methode fließt der Strom durch ein Heizelement (kleine Spirale) aus Nichrom oder einer anderen Legierung. Die Spirale wird neben die Platte gelegt oder darauf gewickelt. Die in dieser Spirale freigesetzte Wärme erhitzt die Bimetallplatte. Vor dem Aufwickeln der Spirale wird der Bimetallstreifen mit einer elektrischen Isolierung, beispielsweise Glimmer, beschichtet.

Abbildung 1.6 zeigt einen Schaltplan eines Leistungsschalters mit thermischem Auslöser. Der Kontakt 2 des Hauptstromkreises wird manuell mit einem Knopf oder Griff geschlossen und in der geschlossenen Position von der Verriegelung 3 gehalten. Wenn ein Strom durch das Netzwerk fließt, dessen Wert unter einem bestimmten Wert liegt, wird die Bimetallplatte 7 aktiviert erwärmt sich leicht und seine Aufwärtsbiegung reicht nicht aus, um die Kraft auf den Riegel 3 zu übertragen. Fließt durch die Spirale 8 ein Strom, dessen Stärke diesen bestimmten Wert überschreitet, so biegt sich nach einiger Zeit das rechte Ende der Platte 7 nach oben so weit, dass der Riegelhebel 3 durch den Drücker 4 angehoben wird. Unter der Wirkung der Feder 1 öffnet sich der Kontakt 2. Die Zeitspanne, nach der der Kontakt öffnet, hängt vom Grad der Netzüberlastung ab. Thermische Auslöser können nicht sofort funktionieren, insbesondere wenn der Bimetallstreifen indirekt erhitzt wird. Selbst bei einer sehr großen Wärmefreisetzung in der Spirale treten Erwärmung und Verformung nicht sofort auf.

Automatische Leistungsschalter mit thermischen Auslösern trennen das Netz mit einer Zeitverzögerung, die umgekehrt proportional zur Größe des Überlaststroms ist. Bei höheren Überlastungen erfolgt die Abschaltung schneller. Das Diagramm zeigt einen Schaltkontakt, es können jedoch auch zwei oder drei sein.

Die Leistungsschalterauslösung (automatisch) erfolgt elektrisches Gerät, das das Netzwerk abschaltet, wenn darin ein großer elektrischer Strom auftritt. Ein solches Gerät wird verwendet, um einen Brand im Haus zu verhindern, wenn die Leitungen überhitzen, und ist teuer Haushaltsgeräte ist nicht gescheitert.

Arten von Schaltern

Alle Maschinen sind nach der Art der Freigabe unterteilt. Sie sind in 6 Typen unterteilt:

• Thermal;
• elektronisch;
• elektromagnetisch;
• unabhängig;
• kombiniert;
• Halbleiter.

Sie erkennen sehr schnell Notfallsituationen, wie zum Beispiel:

• das Auftreten von Überströmen – ein Anstieg der Stromstärke im Stromnetz, der den Nennstrom des Leistungsschalters überschreitet;
• Spannungsüberlastung – Kurzschluss im Stromkreis;
• Spannungsschwankungen.

In diesen Momenten öffnen sich die Kontakte in den automatischen Auslösern, was schwerwiegende Folgen in Form von Schäden an Leitungen und elektrischen Geräten verhindert, die sehr oft zu Bränden führen.

Thermoschalter

Besteht aus einem Bimetallstreifen, dessen eines Ende daneben liegt Auslösegerät automatische Freigabe. Die Platte wird durch den durch sie fließenden Strom erhitzt, daher der Name. Wenn der Strom ansteigt, biegt er sich und berührt den Stab Auslösemechanismus, wodurch die Kontakte in der „Maschine“ geöffnet werden.

Der Mechanismus funktioniert bereits bei geringfügigen Überschreitungen des Nennstroms und einer erhöhten Reaktionszeit. Bei einem kurzfristigen Lastanstieg löst der Schalter nicht aus, so dass es sinnvoll ist, ihn in Netzen mit häufigen, aber kurzfristigen Überlastungen zu installieren.

Vorteile einer thermischen Auslösung:

• Fehlen berührender und reibender Oberflächen;
• Vibrationsstabilität;
• Budgetpreis;
• einfaches Design.

Zu den Nachteilen gehört die Tatsache, dass seine Arbeit weitgehend davon abhängt Temperaturregime. Es ist besser, solche Maschinen entfernt von Wärmequellen aufzustellen, da sonst die Gefahr zahlreicher Fehlalarme besteht.

Elektronischer Schalter

Zu seinen Bestandteilen gehören:

• Messgeräte (Stromsensoren);
• Steuereinheit;
• elektromagnetische Spule (Transformator).

An jedem Pol des elektronischen Schutzschalters befindet sich ein Transformator, der den durch ihn fließenden Strom misst. Das elektronische Modul, das die Freigabe steuert, verarbeitet diese Informationen und vergleicht das erhaltene Ergebnis mit dem angegebenen. Falls der resultierende Indikator größer als der programmierte ist, öffnet sich die „Maschine“.

Es gibt drei Triggerzonen:

1. Lange Verzögerung. Hier elektronische Veröffentlichung dient als thermisches Gerät und schützt Stromkreise vor Überlastungen.
2. Kurze Verzögerung. Bietet Schutz vor geringfügigen Kurzschlüssen, die normalerweise am Ende des geschützten Stromkreises auftreten.
3. Der Arbeitsbereich bietet „sofort“ Schutz vor Kurzschlüssen hoher Intensität.

Vorteile – große Auswahl Einstellungen, maximale Genauigkeit des Geräts gemäß einem bestimmten Plan, das Vorhandensein von Indikatoren. Nachteile: Empfindlichkeit gegenüber elektromagnetisches Feld, hoher Preis.

Elektromagnetisch

Hierbei handelt es sich um einen Magneten (eine Spule aus gewickeltem Draht), in dessen Inneren sich ein Kern mit einer Feder befindet, die auf den Auslösemechanismus wirkt. Dies ist ein Gerät mit sofortiger Wirkung. Wenn der Suprastrom durch die Wicklung fließt, wird ein Magnetfeld erzeugt. Es bewegt den Kern und wirkt über die Kraft der Feder hinaus auf den Mechanismus, wodurch der „Automat“ ausgeschaltet wird.

Vorteile: Vibrations- und Stoßbeständigkeit, einfaches Design. Nachteile – bildet ein Magnetfeld, löst sofort aus.

Dies ist ein zusätzliches Gerät zur automatischen Freigabe. Mit seiner Hilfe können Sie sowohl einphasige als auch dreiphasige Leistungsschalter ausschalten, die sich in einer bestimmten Entfernung befinden. In die Tat umsetzen unabhängige Veröffentlichung, ist es notwendig, Spannung an die Spule anzulegen. Um die Maschine in ihre ursprüngliche Position zurückzubringen, müssen Sie manuell die „Zurück“-Taste drücken.

Wichtig! Der Phasenleiter muss von einer Phase unter den unteren Anschlüssen des Schalters angeschlossen werden. Wenn es falsch angeschlossen ist, unabhängiger Schalter wird scheitern.

Meistens unabhängige Maschinen Wird in Automatisierungsschalttafeln in stark verzweigten Stromversorgungsgeräten vieler großer Anlagen eingesetzt, bei denen die Steuerung an die Bedienkonsole übertragen wird.

Kombinationsschalter

Hat sowohl thermische als auch elektromagnetische Elemente und schützt den Generator vor Überlastungen und Kurzschlüssen. Zur Betätigung des kombinierten Selbstauslösers wird der Strom des Thermoschutzschalters angezeigt und ausgewählt: Der Elektromagnet ist für den 7–10-fachen Strom ausgelegt, was dem Betrieb von Heizungsnetzen entspricht.

Die elektromagnetischen Elemente im Kombischalter schützen sofort vor Kurzschlüssen und die Thermoelemente schützen zeitverzögert vor Überlastungen. Die kombinierte Maschine wird ausgeschaltet, wenn eines der Elemente ausgelöst wird. Bei kurzzeitigen Überströmen wird keine der Schutzarten ausgelöst.

Halbleiterschalter

Es besteht aus Wechselstromtransformatoren, magnetischen Verstärkern für Gleichstrom, einer Steuereinheit und einem Elektromagneten, der die Funktionen einer unabhängigen automatischen Auslösung übernimmt. Die Steuereinheit hilft bei der Einstellung des ausgewählten Kontaktfreigabeprogramms.

Zu den Einstellungen gehören:

• Regulierung des Nennstroms im Gerät;
• Einstellen der Uhrzeit;
• ausgelöst, wenn ein Kurzschluss auftritt;
• Schutzschalter gegen Überstrom und einphasigen Kurzschluss.

Vorteile – eine große Auswahl an Regelungen für verschiedene Stromversorgungsschemata, wodurch die Selektivität gegenüber in Reihe geschalteten Leistungsschaltern mit weniger Ampere gewährleistet wird.

Nachteile: hohe Kosten, zerbrechliche Steuerungskomponenten.

Installation

Viele einheimische Elektriker glauben, dass die Installation einer Maschine nicht schwierig ist. Das ist fair, aber es muss befolgt werden bestimmte Regeln. Leistungsschalterauslöser sowie Steckersicherungen müssen so an das Netz angeschlossen werden, dass bei herausgedrehtem Stecker des Leistungsschalters dessen Schraubhülse spannungslos ist. Der Anschluss des Versorgungsleiters zur Einwegstromversorgung der Maschine muss an den Festkontakten erfolgen.

Die Installation eines elektrischen einphasigen zweipoligen Leistungsschalters in einer Wohnung besteht aus mehreren Schritten:

• Befestigen des ausgeschalteten Geräts an der Schalttafel;
• Anschließen von Drähten ohne Spannung an das Messgerät;
• Spannungskabel von oben an die Maschine anschließen;
• Einschalten der Maschine.

Befestigung

Wir installieren eine DIN-Schiene in der Schalttafel. Abschneiden richtige Größe und befestigen Sie es mit selbstschneidenden Schrauben an der Schalttafel. Einrasten automatische Freigabe Netzwerk über ein spezielles Schloss, das sich auf der Rückseite der Maschine befindet, auf der DIN-Schiene befestigen. Stellen Sie sicher, dass sich das Gerät im Shutdown-Modus befindet.

Anschluss an den Stromzähler

Wir nehmen ein Stück Draht, dessen Länge der Entfernung vom Messgerät zur Maschine entspricht. Wir verbinden ein Ende mit dem Stromzähler, das andere mit den Klemmen des Auslösers und achten dabei auf die Polarität. Wir verbinden die Versorgungsphase mit dem ersten Kontakt und den Neutralleiter mit dem dritten. Drahtquerschnitt – 2,5 mm.

Spannungsleitungen anschließen

Von der zentralen elektrischen Verteilertafel werden die Versorgungskabel mit der Wohnungstafel verbunden. Wir verbinden sie unter Beachtung der Polarität mit den Klemmen der Maschine, die sich in der „Aus“-Position befinden müssen. Der Drahtquerschnitt wird abhängig von der verbrauchten Energie berechnet.

Einschalten der Maschine

Erst nachdem alle Leitungen korrekt verlegt wurden, kann die automatische Stromauslösung in Betrieb genommen werden.

Es kommt vor, dass das ständige Abschalten der Maschine zu einem großen Problem wird. Versuchen Sie nicht, dieses Problem durch die Installation eines Auslösers mit einem höheren Nennstrom zu lösen. Solche Geräte werden unter Berücksichtigung des Kabelquerschnitts im Haus installiert, und möglicherweise ist ein hoher Strom im Netzwerk nicht akzeptabel. Das Problem kann nur durch eine Inspektion der elektrischen Versorgungsanlage der Wohnung durch einen Elektrofachmann gelöst werden.