Com es tenen en compte els corrents per als interruptors de circuit

El corrent que passa per l'interruptor automàtic es determina per la coneguda llei d'Ohm pel valor de la tensió aplicada, referida a la resistència del circuit connectat. Aquesta posició teòrica de l’enginyeria elèctrica és la base per al funcionament de qualsevol màquina.

A la pràctica, la tensió de xarxa, per exemple, 220 volts, està suportada per dispositius automàtics de l’organització subministradora d’energia dins dels estàndards estipulats per les normes estatals, i varia lleugerament dins d’aquest rang. Anar més enllà de GOST es considera un mal funcionament, un accident.

L'interruptor automàtic es talla al fil de fase del subministrament elèctric de làmpades, endolls i altres consumidors. Quan l’afait elèctric s’alimenta primer de la presa de sortida i després l’aspirador, en els dos casos un corrent flueix a través de la màquina en un circuit tancat entre fase i zero.

Però, en el primer cas serà relativament reduït, i en el segon serà significatiu: aquests dispositius difereixen de resistència. Creen una càrrega diferent. El seu valor està constantment controlat per la protecció de la màquina, realitzant la seva apagada en cas de desviacions de la norma.

Com flueix el corrent a l'interruptor

Estructuralment, la màquina està dissenyada de manera que el corrent actuï sobre elements localitzats seqüencialment. Aquests inclouen:

• terminals de connexió de filferro amb cargols de subjecció;

• contactes d'alimentació amb una part mòbil i estacionària;

• placa d’alliberament tèrmic bimetal;

• electroimant d’interrupció de curtcircuit;

• connectant els cables de corrent.

Les fletxes vermelles convencionals es mostren a la imatge el camí actual a través del interruptor de circuit.

Els contactes de potència mòbils es pressionen contra els estacionaris, creant un circuit elèctric continu només després que l'operador faci girar manualment la palanca de control. Un requisit previ per a la inclusió és l’absència de situacions d’emergència en el circuit commutat. Si apareixen, la protecció comença immediatament a l’aturada automàtica. No hi ha cap altra manera d’encendre la màquina.

Però trencar aquests contactes desactivant el subministrament de potencial de fase als consumidors es pot fer de dues maneres:

• manualment, tornant a la posició inicial de la palanca de control;

• automàticament per desencadenar proteccions.

Com es creen i funcionen els elements estructurals d’un interruptor

Contactes d'alimentació

Ells, com tot el disseny de l'interruptor de circuit, estan dissenyats per transmetre una potència estrictament limitada. És impossible sobrepassar-la, perquè en el cas contrari, la màquina fallarà: es cremarà.

La característica tècnica que limita la potència màxima que passa pels contactes de potència és un indicador anomenat “Ultimate Breaking Capacity”. Es denota per l'índex "Icu".

El valor de la capacitat final de trencament de l'interruptor automàtic es defineix quan es dissenya a partir d'una sèrie estàndard de corrents, normalment mesurats en quiloamperes. Per exemple, Icu pot ser de 4 o 6, o fins i tot de 100 o més kA.

Aquest valor s’indica directament a la part frontal de la màquina, a més d’altres característiques de la configuració dels valors actuals.

Així, a través dels contactes d’alimentació de la màquina que es mostren a la imatge, es pot passar amb seguretat un corrent elèctric de zero a 4.000 amperis. La AB pròpiament la suportarà i l’apagarà en cas d’emergència dins del cablejat connectat amb els consumidors.

Per a aquest propòsit, s'ha introduït una distinció entre els corrents que flueixen pels contactes de corrent a:

1. nominal i de treball;

2. emergència, incloent sobrecàrregues i curts circuits.

Quin és el corrent nominal de l’interruptor

Qualsevol màquina està creada per funcionar en determinades condicions tècniques. Ha d’assegurar de forma fiable el pas del corrent de càrrega operativa que flueix tant pel cablejat elèctric com pels consumidors connectats.

A l’hora d’escollir una màquina automàtica per a una xarxa domèstica, els usuaris sovint tenen en compte les propietats conductores del cablejat o només la potència dels aparells elèctrics, cometent un error: cal analitzar de forma exhaustiva totes dues qüestions. Per exemple, un commutador és un dispositiu automàtic que ja està ajustat per funcionar quan s’assoleixen determinats valors de corrent.

Quan aquestes condicions encara no han arribat i el corrent de treball a través de la màquina és menor. que el límit inferior de desconnexió, els contactes d'alimentació es tanquen de forma fiable. El límit superior d'aquest interval de funcionament s'anomena generalment corrent nominal, denotant In.

El nombre "16" que es mostra a la imatge significa que els corrents que passen pels contactes d'alimentació, fins a 16 amperes inclosos, seran transmesos de forma fiable per part dels interruptors als consumidors connectats mitjançant cables elèctrics.

Aquesta és una funció de la pròpia màquina. I el propietari de la instal·lació elèctrica i l’electricista de servei tenen una tasca completament diferent: triar l’interruptor de circuit correcte per a la càrrega i el cablejat del complex. De fet, quan se superen aquests 16 àmperes, es produiran desconnexions de les proteccions, que estan configurades per funcionar des de diversos corrents “lligats” per algoritmes elèctrics al valor nominal. Llegiu-ne més informació aquí -Selecció de disjuntors per a un apartament, casa, garatge

Com funciona la protecció

Tots els corrents superiors al valor nominal desencadenen les proteccions. S’anomenen corrents de treta, denotats per Iav.

Per al tancament automàtic dins de la caixa de la màquina, es munten dos tipus de dispositius muntats segons diferents principis d'apagar:

1. escalfar i doblegar el bimetal amb la retirada del tancament mecànic de la malla;

2. fer fora el pany amb un xoc mecànic pel nucli de l'electroimant.

Alliberació tèrmica

Funciona a causa de la flexió de la placa composta bimetal·lica quan s'escalfa del corrent que hi passa i es refreda mitjançant l'eliminació de calor al medi.

En aquest alliberament s'aplica l'energia tèrmica generada pel corrent elèctric a través del bimetal que passa. El seu valor, com sabem de la llei Joule-Lenz, depèn de:

1. resistència elèctrica del circuit;

2. força de corrent;

3. i el temps del seu impacte.

D’aquests tres paràmetres, la resistència elèctrica en el procés d’estat estacionari no pràcticament canvia. Només es té en compte en càlculs teòrics. Amb la commutació de càrrega, el corrent canvia bruscament. Per tant, altres dos paràmetres són més importants:

1. la magnitud del corrent elèctric;

2. temps del seu curs.

Es tenen en compte característiques especials, anomenats per aquests components: corrent de temps.

Per la força del corrent que circula per la màquina i el temps de la seva acció, no només es determina la zona d’operació de l’alliberament tèrmic, sinó també l’aturada electromagnètica.

La base dels càlculs és el valor del corrent nominal seleccionat per al disseny del disruptor. El funcionament de les proteccions està relacionat amb la seva multiplicitat: la relació del corrent de pas amb el corrent nominal.

Com que la protecció contra sobrecorrent de l’interruptor de circuit funciona en excés del corrent nominal, la multiplicitat de corrent sempre és I / In> 1.

Tall electromagnètic

El treball de protecció es basa en la comptabilitat constant dels corrents que passen per les voltes dels bobinats de l’electromagnet. Quan la magnitud de les càrregues no supera el valor nominal calculat, els corrents que flueixen a cada torn creen un camp magnètic total que no és capaç de superar la força de retenció de la vareta mecànica dins de la carcassa del solenoide.

El capçal de l’empressor mòbil s’extreu cap a l’interior i el contacte de potència mòbil de l’interruptor de circuit es pressiona de manera fiable cap a la part estacionària.

Quan la força del corrent de pas supera el corrent nominal del punt de referència, el camp magnètic total format a la bobina superarà bruscament la força de retenció de la varilla. Tira i amb un cop fort colpeja el pany, el treu fora de marxa.

Com a resultat de la vaga, el contacte de potència mòbil de l’interruptor de circuit es descarta bruscament per l’energia mecànica de la estacionària: el circuit elèctric es trenca i la tensió d’alimentació s’elimina del circuit connectat.

Com es configuren les proteccions de disjuntors?

Per tal que la màquina resisteixi clarament el corrent nominal sense crear falsos positius, la seva protecció s’ajusta als valors calculats.

Alliberació tèrmica

A l’hora d’escollir la configuració actual corrent, es té en compte la naturalesa de la càrrega connectada i es calcula segons la fórmula Iust = kr ∙ kn ∙ In, on kr = 1.1 i kn tenen en compte les condicions de funcionament. Està establert en:

• 1,1 ÷ 1,3 per a circuits amb sobrecàrregues a curt termini de motors elèctrics arrencats o dispositius similars;

• 1,1: per a circuits resistents sense sobrecàrregues o per a l'operació de circuits de corrent directe.

Com a exemple, considerem la característica protectora de l’alliberament tèrmic d’un antic disjunctor A3120.

En la secció actual d’1,3 a 10 vegades la característica In és representada per la corba “a”, l’operació es realitza amb un retard de temps, que crea una reserva d’operació dels aparells elèctrics connectats. Amb un augment de la càrrega, el temps d’aturada disminueix d’uns minuts a un segon.

A una càrrega de deu vegades, l’alliberament tèrmic A3120 desactiva els contactes de potència amb un temps d’uns 0,01 segons amb una petita variació dels paràmetres mostrats al gràfic per la zona de color vermell clar. Més de deu vegades l'augment de corrents de funcionament no pot accelerar la protecció a causa de les propietats mecàniques del disseny de l'interruptor.

Tall electromagnètic

Els paràmetres de la característica de corrent de temps per a l'òrgan de tall electromagnètic també s'ajusten segons el corrent nominal. En les màquines domèstiques, el corrent de viatge instantani es divideix en tres classes:

1. Dins, situat entre 3 ÷ 5 In;

2. С - 5 ÷ 10 In;

3. D - 10 ÷ 20 In.

Per a dispositius tècnics industrials, es creen interruptors de circuit amb classes:

• A, activat a corrents inferiors a 3In;

• E i F - a múltiples múltiples més de 20In, dins de diversos límits.

La classe de treball descrita de màquines automàtiques domèstiques està legalitzada pels requisits de GOST R 50345-2010. Els fabricants estrangers també utilitzen una divisió similar de talls instantanis, però els estàndards actuals i els temps d’aturada poden variar, estipulats pels estàndards dels seus països o IEC 60947-2.

Classe limitant actual

La velocitat de la protecció de corrent instantània de l'interruptor automàtic està lligada a la freqüència de l'harmònic sinusoïdal de la xarxa industrial i està indicada per un dels números: 1, 2 o 3. Aquesta figura mostra la part de la mitja onada de l'harmònic estàndard durant el qual hauria de produir-se el viatge.

La màquina 3 de limitació actual és la més ràpida: funcionarà a 1/3 del semicicle. El característic 2 indica la seva meitat, i 1: la longitud total de la mitja ona.

Condicions per limitar els corrents que passen per un interruptor

Un punt important en el funcionament dels disjuntors que operen sobre els corrents de càrrega és la consideració del circuit connectat a ells, que ja presenta alguna resistència específica. El seu valor limitarà el funcionament del tall en mode d’emergència i, en algun moment, no permetrà l’eliminació puntual de la tensió d’alimentació dels equips danyats.

Un exemple de secció d’aquest tipus és la resistència activa del bobinat de la font del transformador d’alimentació amb tots els nuclis de cables i cables connectats de la xarxa elèctrica, muntats en terminals i pinces de caixes de juntes i panells fins als contactes de la presa d’apartament. Els seus experts truquen fase de bucle zero.

Per tenir en compte el seu valor amb la correcta configuració i funcionament de l’interruptor de circuit, s’utilitzen dispositius especials: comptadors de resistència d’aquest bucle.

La seva mesura permet tenir en compte la correcció introduïda per la resistència addicional dels cables, cosa que significa que es poden tenir en compte amb precisió els corrents que passen en mode d’emergència mitjançant els contactes d’alimentació i les proteccions dels interruptors.

Com es comprova com a interruptor el corrent que hi passa

Després de la fabricació, els productes de qualsevol fabricant poden ser transportats a llargues distàncies o emmagatzemats en magatzems durant molt de temps abans d’instal·lar-los en un circuit elèctric. Durant aquest temps, és possible una disminució de la seva qualitat a causa d’una vulneració de les característiques tècniques.

Per tant, els disjuntors, quan s’instal·len en un circuit abans que es posi en funcionament, han de sotmetre’s a un control de salut, que s’anomena normalment càrrega.

Per a aquest propòsit, es fa un muntatge especial per a la càrrega de la màquina al laboratori elèctric o es fa servir un dels molts dissenys d'estands estacionaris o portàtils.

L'interruptor de circuit es comprova per trobar el corrent nominal indicat a la carcassa. Ha de suportar el seu valor durant molt de temps.

A continuació, la màquina és sotmesa a sobrecàrregues i corrents de curtcircuit, que ha de suportar durant el funcionament. Al mateix temps, es medeixen i es registren clarament:

1. Corrents d’operació de proteccions d’alliberament tèrmic i tall de corrent;

2. s'apaga la màquina des del moment de la simulació d'una emergència.

Alguns dissenys de màquines permeten ajustar els paràmetres de sortida durant la càrrega. Per exemple, certs tipus d’alliberaments tèrmics tenen un muntatge de cargol, que permet ajustar el punt de referència per al funcionament de la placa bimetal·lica dins d’uns límits determinats.

Totes les característiques mesurades es registren amb alta precisió mitjançant instruments de mesura i es registren al protocol de verificació, en comparació amb els requisits de GOST. Després de la seva anàlisi, s'emet un certificat amb una conclusió sobre la idoneïtat.

Carregar la màquina sota càrrega permet identificar el matrimoni, evitar possibles incendis i ferides elèctriques.

Així, en el disseny, producció, prova i funcionament es tenen en compte els corrents que passen pels interruptors de circuit. Per això, es tenen en compte els termes que GOST requereixen:

• corrent nominal;

• sobrecàrrega;

• corrent de curtcircuit;

• protecció de corrent de viatge;

• temps d’apagada de falles.