Aus welchen Strömungen kommt die av. Zweck und Einrichtung von automatischen Schaltern

Eine Sicherung ist ein elektrisches Gerät, das das Stromnetz vor Notfällen schützt, die mit der Ausgabe von Stromparametern (Strom, Spannung) über die angegebenen Grenzen hinaus verbunden sind. Die einfachste Sicherung ist ein Schmelzlot.

Dies ist ein Gerät, das mit dem geschützten Stromkreis in Reihe geschaltet ist. Sobald der Strom im Stromkreis den angegebenen Wert überschreitet, schmilzt der Draht, der Kontakt öffnet und der geschützte Teil des Stromkreises bleibt somit intakt. Der Nachteil dieser Schutzmethode ist die Wegwerfbarkeit der Schutzvorrichtung. Ausgebrannt - muss ersetzt werden.

Sicherungsgerät

Ein ähnliches Problem wird mit den sogenannten automatischen Schaltern (AB) gelöst. Im Gegensatz zu Sicherungen, Einwegsicherungen, sind automatische Geräte recht komplexe Geräte, bei deren Auswahl mehrere Parameter berücksichtigt werden sollten.

Sie werden auch sequentiell in die Schaltung eingebunden. Wenn der Strom ansteigt, unterbricht der Leistungsschalter den Stromkreis. Automatische Schalter werden in den unterschiedlichsten Designausführungen und mit verschiedenen Parametern ausgegeben. Am gebräuchlichsten sind heute DIN-Schienen-Montagemaschinen (Abb. 1).

Die Sturmgewehre AP-50 (Abb. 3-5) und viele andere sind aus der Sowjetzeit weithin bekannt. Die Maschinen werden mit einer Polzahl (Anschlussleitungen) von eins bis vier hergestellt. Gleichzeitig können zwei- und vierpolige Automaten nicht nur geschützte, sondern auch ungeschützte Kontaktgruppen enthalten, die normalerweise zum Unterbrechen des Neutralleiters verwendet werden.

Zusammensetzung und Gerät AB

Die meisten Leistungsschalter umfassen:

• manueller Steuermechanismus (zum manuellen Ein- und Ausschalten der Maschine);
• Schaltgerät (Satz aus beweglichen und festen Kontakten);
• Lichtbogenlöscheinrichtungen (Gitter aus Stahlplatten);
• Freigaben.

Lichtbogenlöschgeräte sorgen für das Löschen und Ausblasen des Lichtbogens, der beim Öffnen der Kontakte entsteht, durch die der Überstrom fließt (Abb. 2).

Der Auslöser ist ein Gerät (Teil der Maschine oder ein zusätzliches Gerät), das mechanisch mit dem AB-Mechanismus verbunden ist und das Öffnen seiner Kontakte ermöglicht.

Als Teil des Leistungsschalters gibt es normalerweise zwei Auslöser.

Die erste Auslösung - reagiert auf eine langfristige, aber geringe Überlastung des Netzes (thermische Auslösung). Normalerweise basiert dieses Gerät auf einer Bimetallplatte, die sich unter dem Einfluss des durch sie fließenden Stroms allmählich erwärmt und ihre Konfiguration ändert. Schließlich drückt sie auf den Haltemechanismus, der den federbelasteten Kontakt freigibt und öffnet.

Die zweite Version ist die sogenannte "elektromagnetische". Es sorgt für eine schnelle Reaktion des AB auf einen Kurzschluss. Strukturell ist dieser Auslöser ein Solenoid, in dessen Spule sich ein federbelasteter Kern mit einem Stift befindet, der an einem beweglichen Leistungskontakt anliegt.

Die Wicklung ist im Stromkreis in Reihe geschaltet. Bei einem Kurzschluss steigt der Strom darin stark an, wodurch der magnetische Fluss zunimmt. In diesem Fall wird der Widerstand der Feder überwunden und der Kern öffnet den Kontakt.

AB-Parameter

Der erste Parameter ist die Nennspannung. Automaten werden nur für Gleichstrom und für Wechsel- und Gleichstrom hergestellt. Gleichstrom-Leistungsschalter für den allgemeinen Gebrauch sind ziemlich selten. In Haushalts- und Industrienetzen werden ABs hauptsächlich für Wechsel- und Gleichstrom verwendet. Der am häufigsten verwendete AB mit einer Nennspannung von 400 V, 50 Hz.

Der zweite Parameter ist der Nennstrom (In). Das ist der Betriebsstrom, den die Maschine im Dauerbetrieb selbst durchläuft. Der übliche Wertebereich (in Ampere) ist 6-10-16-20-25-32-40-50-63.

Der dritte Parameter ist das Ausschaltvermögen, das ultimative Schaltvermögen (PKS). Dies ist der maximale Kurzschlussstrom, bei dem die Maschine den Stromkreis öffnen kann, ohne zerstört zu werden. Die übliche Reihe von Pass-PKS-Werten (in Kiloampere) beträgt 4,5-6-10. Bei einer Spannung von 220 V entspricht dies einem Netzwerkwiderstand (R \u003d U / I) 0,049 Ohm, 0,037 Ohm, 0,022 Ohm.

Der Widerstand von Hausstromkabeln kann in der Regel 0,5 Ohm erreichen, ein Kurzschlussstrom von 10 kA ist nur in unmittelbarer Nähe der Umspannstation möglich. Daher sind die gebräuchlichsten PKS 4,5 oder 6 kA. Automaten mit PKS 10 kA werden hauptsächlich in Industrienetzen eingesetzt.

Der vierte AB charakterisierende Parameter ist der Sollstrom (Sollwert) des thermischen Auslösers. Dieser Parameter für verschiedene Maschinen reicht von 1,13 bis 1,45 des Nennstroms. Wir haben festgestellt, dass mit dem Durchgang des Nennstroms ein dauerhafter Betrieb der Schaltung mit AB gewährleistet ist.

Die Einstellung des thermischen Auslösers ist größer als der Nennwert, erst das Erreichen des Einstellwertes durch den Wirkstrom führt zum Abschalten der Maschine. Es ist zu beachten, dass in den Automaten der Sowjetzeit eine manuelle Einstellung der Wärmeschutzeinstellung vorgesehen ist (Abb. 5). Bei Maschinen, die auf einer DIN-Schiene montiert sind, ist der Zugang zur Einstellschraube nicht möglich.

Der fünfte Parameter des Leistungsschalters ist der Einstellstrom des elektromagnetischen Auslösers. Dieser Parameter bestimmt das Verhältnis der Überschreitung des Nennstroms, bei dem der AB fast sofort arbeitet und auf einen Kurzschluss reagiert.

Ein wichtiges Merkmal der Maschine ist die Abhängigkeit der Reaktionszeit vom Strom (Bild 6). Diese Abhängigkeit besteht aus zwei Zonen. Der erste ist der Aufgabenbereich des Wärmeschutzes. Seine Besonderheit ist eine allmähliche Abnahme der Stromdurchgangszeit bis zum Auslösen. Das ist verständlich - je größer der Strom, desto schneller erwärmt sich die Bimetallplatte und der Kontakt öffnet.

Bei einem sehr hohen Strom (Kurzschluss) wird der elektromagnetische Auslöser fast sofort (in 5 - 20 ms) aktiviert. Dies ist die zweite Zone auf unserem Diagramm.

Je nach Einstellung des elektromagnetischen Auslösers werden alle Maschinen in mehrere Typen unterteilt:

• A Hauptsächlich zum Schutz elektronischer Schaltungen und langer Stromkreise;
• B Für konventionelle Beleuchtungskreise;
• C Für Stromkreise mit mäßigen Anlaufströmen (Motoren und Gerätetransformatoren);
• D Für Stromkreise mit großen induktiven Lasten, für Industriemotoren;
• K Für induktive Lasten;
• Z Für elektronische Geräte.

Die häufigsten sind B, C und D.

Charakteristik B - Wird für Allzwecknetze verwendet, insbesondere wenn es notwendig ist, die Selektivität des Schutzes sicherzustellen. Der elektromagnetische Auslöser ist so konfiguriert, dass er bei einem Stromverhältnis von 3 zu 5 relativ zum Nennwert arbeitet.

Beim Anschluss von rein aktiven Lasten (Glühlampen, Heizungen ...) sind die Anlaufströme nahezu gleich den Betriebsströmen. Beim Anschluss von Elektromotoren (auch Kühlschränken und Staubsaugern) können jedoch Anlaufströme erheblich sein und zu Fehlfunktionen der Maschine mit der betreffenden Charakteristik führen.

Die gebräuchlichsten Automaten mit der Eigenschaft C. Sie sind sehr empfindlich und geben beim Starten von Haushaltsgerätemotoren keine Fehlalarme. Ein solcher Schalter wird beim 5-10-fachen Nennwert ausgelöst. Solche Maschinen gelten als universell und werden überall eingesetzt, auch in Industrieanlagen.

Kennlinie D ist die Einstellung des elektromagnetischen Auslösers für 10 - 14 Nennströme. Typischerweise werden diese Werte beim Einsatz von Asynchronmotoren benötigt. In der Regel werden Leitungsschutzschalter mit der Charakteristik D in drei- oder vierpoliger Ausführung zum Schutz industrieller Netze eingesetzt.

Wenn Sie Leistungsschalter gemeinsam nutzen, müssen Sie eine Vorstellung von einem solchen Konzept wie selektivem Schutz haben. Die Konstruktion des selektiven Schutzes gewährleistet den Betrieb von Leistungsschaltern, die sich näher an der Unfallstelle befinden, während leistungsstärkere Leistungsschalter, die sich näher an der Spannungsquelle befinden, nicht funktionieren sollten. Dazu werden empfindlichere und schnellere Maschinen näher am Verbraucher installiert.

Wie funktioniert ein Leistungsschalter

Der normale Betriebsmodus der Maschine bei Nenn- oder Schwachstrom. Der Betriebsstrom fließt durch den oberen Anschluss der Maschine, durch den Aufhängungskontakt, durch die Spule des elektromagnetischen Auslösers, dann durch den thermischen Mechanismus des Auslösers und den unteren Anschluss der Maschine. Wenn der Strom den Nennwert überschreitet, wird ein elektromagnetischer oder thermischer Schutz aktiviert.

Sorten von Leistungsschaltern

Zum Schutz vor Überstrom verwendet die Maschine einen thermischen Auslöser als Überlastschutz - dies ist ein schmaler Bimetallstreifen einer Platte, der aus zwei Arten von Legierungen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zusammengesetzt ist.

Eine zusammengesetzte Bimetallplatte wird durch den fließenden Strom erhitzt und biegt sich mit einer kleinen Ausdehnung zum Metall hin. Wenn der Strom größer als der Nennwert ist, biegt sich die Platte mit der Zeit so stark, dass diese Biegung ausreicht, damit der Thermoschutz anspricht. Der Zeitpunkt, zu dem der Auslöser anspricht, hängt von der Höhe der Überschreitung gegenüber dem Nennstrom ab.

Bei einer deutlichen Erhöhung der Stromstärke schaltet der Wärmeschutz die Maschine schneller aus als bei einer kleinen Überschreitung der Nennleistung. Die zweite Schutzart der Maschine wird durch einen Kurzschluss in der Last ausgelöst - dies ist ein elektromagnetischer Auslöser. Es besteht aus einer Kupferspule mit einem Metallkern. Mit der Größe des durchfließenden Stroms steigt auch das elektromagnetische Feld der Spule, wodurch der Stahlkern magnetisiert wird.

Demonstration von Maschinenmechanismen

Der magnetisierte Kern wird angezogen, überwindet die Kraft der ihn haltenden Feder, drückt auf den elektromagnetischen Schutzmechanismus und unterbricht die Kontakte. Der Nennstrom und ein etwas höherer Strom reichen nicht aus, damit die Magnetisierung des Kerns den Auslösemechanismus auslöst. Und der Kurzschlussstrom erzeugt eine Magnetisierung des Kerns, die ausreicht, um die Maschine in Hundertstelsekunden oder sogar noch weniger abzuschalten.

Schutz der Maschine bei unterschiedlichen Überlastungen

Thermischer Auslösemechanismus funktioniert nicht mit einem kleinen und kurzen Strom über dem Nennstrom. Bei einer langen Stromdauer über dem Nennwert spricht der thermische Auslöser an. Die Zeit zum Abschalten der Maschine mit Thermoschutz kann bis zu einer Stunde betragen.

Sicherungsmechanismen

Die Zeitverzögerung ermöglicht es Ihnen, die Maschinen nicht mit erheblichen Motoranlaufströmen und kurzzeitigen Stromstößen auszuschalten. Die thermische Freisetzung hängt auch von der Umgebungstemperatur ab. Bei erhöhten Temperaturen wirkt der Wärmeschutz schneller als bei Kälte.

Sie können eine Überlastung verursachen, indem Sie mehrere Haushaltsgeräte einschalten - einen Wasserkocher, eine Waschmaschine, eine Klimaanlage, einen Elektroherd. Bei Überlastung schaltet sich die Maschine aus, aber es ist nicht möglich, sie sofort einzuschalten. Sie müssen warten, bis sich die Bimetallplatte abgekühlt hat.

Der Betrieb der Maschine im Kurzschlussfall

Große Kurzschlussströme können Kabel schmelzen oder Isolierungen verbrennen. Um elektrische Verkabelung zu sparen, verwenden Sie elektromagnetische Freisetzung. Bei Kurzschlüssen arbeitet die Mechanik des elektromagnetischen Auslösers sofort, schützt die elektrische Verkabelung und hat keine Zeit zum Aufheizen.

Beim Öffnen der Kontakte tritt jedoch ein Lichtbogen mit einer enormen Temperatur auf. Ein Lichtbogenschacht soll vor dem Abbrennen von Kontakten und der Zerstörung des Gehäuses schützen. Strukturell besteht die Kammer aus einem Element mit einem Satz dünner Kupferplatten mit einem kleinen Spalt.

Elektromagnetischer und thermischer Schutz des Leistungsschalters

Der Lichtbogen, der durch einen mit dem Kontakt verbundenen Kupferdraht eine Reihe von Platten berührt, zerfällt in Stücke, kühlt ab und verschwindet. Bei einem Kurzschluss entstehen Gase, die durch die Öffnungen in der Kammer entweichen. Um die Maschine wieder zu aktivieren, müssen Sie die Ursache des Kurzschlusses beseitigen, sonst schlägt die Maschine wieder aus.

Der Schuldige eines Kurzschlusses kann durch sequentielles Ausschalten elektrischer Haushaltsgeräte ermittelt werden. Wenn der Kurzschluss jedoch nach dem Ausschalten aller Geräte nicht verschwindet, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass er in der elektrischen Verkabelung liegt. Ein Kurzschlusszustand kann durch elektrische Beleuchtungsgeräte verursacht werden, die ebenfalls ausgeschaltet werden müssen.

Dieser Artikel setzt eine Reihe von Veröffentlichungen fort elektrische Schutzgeräte- Leistungsschalter, RCDs, Difautomaten, in denen wir den Zweck, das Design und das Prinzip ihres Betriebs im Detail analysieren, sowie ihre Hauptmerkmale berücksichtigen und die Berechnung und Auswahl elektrischer Schutzgeräte im Detail analysieren. Abgerundet wird dieser Artikelzyklus durch einen Schritt-für-Schritt-Algorithmus, in dem der komplette Algorithmus zur Berechnung und Auswahl von Schutzschaltern und RCDs kurz, schematisch und in logischer Abfolge betrachtet wird.

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Nun, in diesem Artikel werden wir verstehen, was ein Leistungsschalter ist, wofür er bestimmt ist, wie er funktioniert und überlegen, wie er funktioniert.

Leistungsschalter(oder meist nur „Automatik“) ist ein Kontaktschaltgerät, das zum Ein- und Ausschalten (also zum Schalten) eines Stromkreises, zum Schutz von Kabeln, Leitungen und Verbrauchern (Elektrogeräten) vor Überlastströmen und vor Kurzschlussströmen dient.

Jene. Der Leistungsschalter erfüllt drei Hauptfunktionen:

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

2) bietet Schutz vor Überlastströmen, indem der geschützte Stromkreis ausgeschaltet wird, wenn ein Strom fließt, der den zulässigen Strom überschreitet (z. B. wenn ein oder mehrere leistungsstarke Geräte an die Leitung angeschlossen sind);

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

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

Je nach Konstruktion werden drei Haupttypen von Leistungsschaltern hergestellt:

— Leistungsschalter (in der Industrie in Schaltungen mit hohen Strömen von Tausenden von 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.

Modular werden sie genannt, weil ihre Breite genormt ist und je nach Polzahl ein Vielfaches von 17,5 mm beträgt, auf dieses Thema wird in einem gesonderten Artikel näher eingegangen.

Wir werden auf den Seiten der Website genau modulare Leistungsschalter und Fehlerstromschutzgeräte betrachten.

Das Gerät und das Funktionsprinzip des Leistungsschalters.

Der thermische Auslöser spricht nicht sofort an, sondern nach einiger Zeit, wodurch der Überlaststrom auf seinen normalen Wert zurückkehren kann. Wenn der Strom während dieser Zeit nicht abnimmt, löst der Thermoauslöser aus und schützt den Verbraucherkreis vor Überhitzung, Schmelzen der Isolierung und möglicher Entzündung der Verkabelung.

Eine Überlastung kann dadurch verursacht werden, dass leistungsstarke Geräte an die Leitung angeschlossen werden, die die Nennleistung des geschützten Stromkreises überschreiten. Wenn beispielsweise eine sehr starke Heizung oder ein Elektroherd mit Backofen an die Leitung angeschlossen ist (mit einer Leistung, die die Nennleistung der Leitung übersteigt) oder mehrere starke Verbraucher gleichzeitig (Elektroherd, Klimaanlage, Waschmaschine, Boiler, Wasserkocher usw.) oder eine große Anzahl gleichzeitig integrierter Geräte.

Kurzschluss 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 öffnet (dh bewegliche und feste Kontakte). Die Leitung öffnet sich, sodass Sie den Notstromkreis stromlos machen und die Maschine selbst, die Verkabelung und das kurzgeschlossene Elektrogerät vor Feuer und Zerstörung schützen können.

Der elektromagnetische Auslöser löst im Gegensatz zum thermischen fast sofort (ca. 0,02 s) aus, jedoch bei viel höheren Stromwerten (ab 3 oder mehr Nennstromwerten), sodass die Verkabelung keine Zeit hat, sich auf die Schmelztemperatur von zu erwärmen die Isolierung.

Wenn sich die Kontakte des Stromkreises öffnen und ein elektrischer Strom durch ihn fließt, entsteht ein Lichtbogen, und je größer der Strom im Stromkreis ist, desto stärker ist der Lichtbogen. Der Lichtbogen verursacht Erosion und Zerstörung der Kontakte. Um die Kontakte des Leistungsschalters vor seiner zerstörerischen Wirkung zu schützen, wird der Lichtbogen, der im Moment des Öffnens der Kontakte auftritt, darauf gerichtet Lichtbogenschacht (bestehend aus parallelen Platten), wo es zerkleinert, gedämpft, gekühlt wird und verschwindet. Wenn der Lichtbogen brennt, bilden sich Gase, die durch ein spezielles Loch aus dem Maschinenkörper nach außen abgeführt werden.

Es wird nicht empfohlen, die Maschine als konventionellen Leistungsschalter zu verwenden, insbesondere wenn sie ausgeschaltet wird, 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 zusammen:

- Mit dem Leistungsschalter können Sie den Stromkreis schalten (durch Bewegen des Steuerhebels nach oben - die Maschine wird an den Stromkreis angeschlossen; durch Bewegen des Hebels nach unten - die Maschine trennt die Versorgungsleitung vom Lastkreis);

- hat einen eingebauten thermischen Auslöser, der die Lastleitung vor Überlastströmen schützt, ist träge und funktioniert nach einer Weile;

- hat einen eingebauten elektromagnetischen Auslöser, der die Lastleitung vor hohen Kurzschlussströmen schützt und fast sofort funktioniert;

- enthält eine Lichtbogenlöschkammer, die die Leistungskontakte vor den schädlichen Auswirkungen eines elektromagnetischen Lichtbogens schützt.

Wir haben Aufbau, Zweck und Funktionsweise analysiert.

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

Sehen Der Aufbau und das Funktionsprinzip des Leistungsschalters im Videoformat:

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Elektrische Verdrahtungskreise in Industrie- und Wohngebäuden enthalten notwendigerweise mehr als einen. Dieses Element gewährleistet den sicheren Betrieb nicht nur von elektrischen Netzen, sondern von Gebäuden und Bauwerken im Allgemeinen.

Fehlerstromschutzschalter - Leistungsschalter

Notwendigkeit

Bei Kurzschluss oder Überschreitung der zulässigen Strombelastung öffnet er automatisch den Stromkreis. Das Trennen der Last verhindert die Entzündung der Kabelisolierung und die Ausbreitung von Feuer, den Ausfall teurer Geräte und Verletzungen von Personen.

Es gibt viele Arten von Leistungsschaltern, sie unterscheiden sich in der Leistung der thermischen und aktuellen Lasten, in Größe, Design und anderen Eigenschaften. Auf Haushaltsebene haben die meisten verwendeten Leistungsschaltertypen gemeinsame Funktionsprinzipien und denselben Satz von Komponenten.

Auch die Körperformen, Öffnungen und individuellen Befestigungselemente werden auf einen gemeinsamen Standard gebracht. Alle Arten von Niederspannungs-Leistungsschaltern, die in Bürogebäuden, Wohnungen und Privathäusern verwendet werden, lassen sich problemlos an Standardbefestigungen für Schalttafeln installieren. Betrachten Sie die Art der modularen automatischen Schalter der Marke DEK der Serie VA, die häufig im Alltag verwendet werden.

AB Schalttafel

Design-Merkmale

Der Leistungsschalter vom Typ BA ist modular aufgebaut, wodurch er in einphasigen und dreiphasigen, ein- und mehrpoligen Netzen eingesetzt werden kann. Um ein einphasiges Netz zu schützen, benötigen Sie einen einpoligen Leistungsschalter: ein Modul, was völlig ausreicht.

Elektrische Anlagen, die von einem Dreiphasennetz betrieben werden, werden durch dreipolige Leistungsschalter aus drei Modulen geschützt, eines für jede Phase. In diesem Fall werden die Leistungsschalter zu einer Einheit zusammengebaut.

Für den synchronen Betrieb der gesamten Automatengruppe werden beim Überschreiten der zulässigen Stromschwelle in einer der Phasen die Steuerhebel durch einen gemeinsamen Riegel fixiert. Für den Synchronlauf können die Steuerhebel auch mit einer gemeinsamen Kunststoffleiste fixiert werden.

Standardbohrungen ermöglichen die Installation zusätzlicher industrieller Geräte am Leistungsschalter: separate Auslöser, Signalkontakte und andere. Installierte Elemente werden häufig in Produktionsanlagen zur Fernüberwachung des Betriebs und der Steuerung elektrischer Anlagen verwendet.

Kunststoffgehäuse von Standardmodulen sind nicht trennbar, sie haben standardisierte Abmessungen. Oben und unten sind Drahtklemmen mit Schraubklemmen.

Es gibt 2 Löcher in der Oberseite des Gehäuses:

1. angesammelte Gase aus der Heizung zu entfernen;
2. für den Zugriff auf die Schraube zum Einstellen der Ansprechschwelle, das Bimetallelement des Thermoschutzes.

Maschinenkörper: Draufsicht

Auf der Rückseite des Gehäuses sind Nuten und Klemmelemente vorgesehen, mit denen Sie den Leistungsschalter auf einer Standard-Hutschiene in Schaltschränken aufsetzen und befestigen können. Mit dieser Konstruktion können Sie die Schalter entlang der Schiene bewegen, ohne sie vom Stromkreis zu trennen, um Gruppen zu trennen. Dies ist praktisch für Montage-, Installations- und Reparaturarbeiten.

Leistungsschalter für DIN-Schiene

Wie die Maschine funktioniert

Betrachten wir am Beispiel eines Moduls vom Typ AB die Funktionsweise des Leistungsschalters und seiner einzelnen Elemente. Die automatische Steuerung der Auslösung zum Ausschalten erfolgt durch zwei Parameter: die Stärke des Stroms, der durch die Kontakte des Schalters fließt, und die Heiztemperatur.

Um die Werte dieser Parameter zu steuern, hat der Leistungsschalter zwei Elemente:

• die Wicklung einer elektromagnetischen Spule mit Stahlkern ist für eine bestimmte Stromstärke ausgelegt;
• Bimetallplatten sind kalibriert, biegen sich proportional zur Größe des durch sie fließenden Stroms, wenn der Nennwert überschritten wird, üben sie eine mechanische Wirkung auf die Freisetzung aus, die das Temperaturregime steuert.

Das Gerät der Maschine im Kontext

In dem Artikel erfahren Sie mehr über das Gerät und das Funktionsprinzip.Solche Mittel zum Schutz vor Kurzschlüssen und Überlastungen sind heute in jedem Haushalt und bei der Arbeit zu finden. Vorbei sind die sogenannten Staus, die eigentlich wie Stromkreisunterbrecher entstehen. Und sogar ihr Funktionsprinzip ist ähnlich, aber es ist nicht sehr bequem, es zu verwenden - Sie können einen solchen Stecker nicht auf eine DIN-Schiene stecken.

Und was können wir über Sicherungen sagen - Sicherungen, bei denen ein dünner Draht bei einem Kurzschluss durchbrennt. Solche finden Sie nur in Und dann verwenden sie schmelzbare Einsätze, die mit Sand gefüllt sind. In Schwachstromkreisen kommen sozusagen nur Leistungsschalter zum Einsatz. Typen und Geräte werden im Artikel besprochen. Beginnen wir mit einer Beschreibung der Bedienung von Maschinen, die im Alltag am häufigsten verwendet werden.

Regulärer Betriebsmodus

Schauen wir uns also das Gerät und das Funktionsprinzip des Leistungsschalters an. Es hat mehrere Betriebsmodi, die jeweils separat betrachtet werden. Im Normalbetrieb fließt durch den Leistungsschalter ein Strom, der kleiner oder gleich dem Nennstrom ist. In diesem Fall wird die Versorgungsspannung dem oberen Anschluss zugeführt, der mit dem Festkontakt verbunden ist. Von letzterem fließt der Strom zum beweglichen Kontakt und dann durch den flexiblen Kupferleiter zum Solenoid. Außerdem wird der Strom vom Elektromagneten dem Auslöser (Thermorelais) und dann der darunter liegenden Klemme zugeführt. Sie ist es, die sich mit den Stromverbrauchern verbindet.

Notbetriebsarten

Das Funktionsprinzip von Wechselstrom ist so, dass im Notfall (Überlast oder Kurzschluss) der geschützte Stromkreis getrennt wird. Der Freiauslösemechanismus beginnt zu arbeiten, er wird durch einen speziellen Auslöser aktiviert (in Strukturen werden normalerweise elektromagnetische oder thermische verwendet). Schauen wir uns die Funktionen beider Arten von Releases an.

Thermal ist eine Bimetallplatte, die aus zwei Schichten von Legierungen besteht, die unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Wenn der Strom durch die Platte fließt, erwärmt sie sich und biegt sich in die Richtung, in der sich das Metall mit dem kleinsten Koeffizienten befindet. Wenn der Wert des Stroms die zulässigen Werte überschreitet, wird die Biegung so, dass sie ausreicht, um den gesamten Auslösemechanismus zu betätigen. Dadurch wird der Stromkreis unterbrochen.

Elektromagnetische Auslöser bestehen aus einem Solenoid mit einem Kern (beweglich), der von einer Feder gehalten wird. Wenn der maximale Strom überschritten wird, beginnt in der Spule ein Feld induziert zu werden. Unter seiner Wirkung beginnt der Kern, in das Solenoid gezogen zu werden, während die Feder zusammengedrückt wird. Im gleichen Moment beginnt der Auslöser zu arbeiten. Im Normalmodus wird das Feld auch in der Spule geführt, aber es hat eine kleine Kraft, es reicht nicht aus, um die Feder zusammenzudrücken.

Überlastmodus

Überlastmodus liegt vor, wenn der von der an die Maschine angeschlossenen Last verbrauchte Strom höher wird als der Nennwert des Geräts. In diesem Fall bewirkt der Strom, der durch den Auslöser fließt, eine Erwärmung der Bimetallplatte, was zu einer Erhöhung ihrer Biegung führt. Dies bewirkt, dass der Freigabemechanismus arbeitet. In diesem Moment schaltet sich die Maschine aus und der Stromkreis öffnet sich.

Es funktioniert nicht sofort, da es einige Zeit dauert, die Platte aufzuheizen. Und es variiert je nachdem, wie stark der Nennstrom überschritten wird. Die Zeitspanne kann von einigen Sekunden bis zu einer Stunde variieren. Die Verzögerung ermöglicht es Ihnen, einen Stromausfall mit einem kurzen und versehentlichen Anstieg des Stroms zu beseitigen. Oft sind solche Überschreitungen beim Starten des Elektromotors zu beobachten.

Strom betreiben

Der Mindestwert der Stromstärke, bei der der thermische Auslöser ansprechen muss, wird werkseitig mit einer speziellen Schraube eingestellt. Der Wert ist etwa eineinhalb Mal höher als die Nennleistung, die auf dem Schalterkörper angegeben ist. Wie Sie sehen können, ist das Funktionsprinzip der Freigabe nicht sehr kompliziert. Aber auch die Stromstärke, bei der der Thermoschutz auslöst, wird stark von der Umgebungstemperatur beeinflusst.

Wenn der Raum heiß ist, beginnt die Erwärmung und Biegung der Bimetallplatte bei einem niedrigen Stromwert. Und wenn der Raum kalt ist, beginnt der thermische Auslöser mit einem höheren Strom zu arbeiten. Daher funktioniert der gleiche Leistungsschalter mit einer Bimetallplatte im Winter und im Sommer unterschiedlich. Dies gilt nicht für Maschinen mit elektromagnetischen Auslösern.

Überlast im Stromkreis

Es ist erwähnenswert, dass das Funktionsprinzip eines Gleichstrom-Leistungsschalters ungefähr dem eines ähnlichen Geräts entspricht, das mit Wechselstrom betrieben wird. Unter dem Strich erwärmt sich die Platte beim Überschreiten der zulässigen Belastung und der Stromkreis wird abgeschaltet. Was könnte die Überlastung verursachen? Der häufigste Grund ist der Anschluss einer großen Anzahl von Verbrauchern, deren Leistung größer ist als die berechnete.

Wenn Sie gleichzeitig mehrere Verbraucher an die Maschine anschließen - einen Wasserkocher, einen Kühlschrank, ein Bügeleisen, eine Waschmaschine, eine Klimaanlage, einen Elektroherd -, funktioniert die Freigabe möglicherweise. Selbst wenn Sie einen Schutzschalter mit einem Nennstrom von 16 A verwenden, kann dieser auslösen. Es hängt alles davon ab, wie viel Stromverbrauch die Verbraucher haben.

Wenn es zu häufigen Abschaltungen kommt, müssen Sie entscheiden, welche Elektrogeräte für eine Weile aufgegeben werden können. Soll ich den Elektroherd und die Waschmaschine gleichzeitig einschalten? Wenn Sie den Zweck und die Konstruktion von Leistungsschaltern kennen, können Sie natürlich ein Gerät mit einem großen Nennstrom installieren. Aber hier sollten wir einen Haken von der Verkabelung des Hauses und dem Eingang erwarten - werden sie einer starken Belastung standhalten?

Kurzschlussmodus

Und jetzt schauen wir uns eine der "Hauptbetriebsarten" an - mit einem Kurzschluss. Sie kennen den allgemeinen Aufbau und die Wirkungsweise des Leistungsschalters im Überlastbetrieb. Ein Sonderfall ist jedoch der Kurzschlussmodus. Die Maschine funktioniert etwas anders. Der Strom steigt dabei bis ins Unendliche an, die Isolierung der elektrischen Leitungen kann schmelzen. Um dies zu verhindern, müssen Sie den Stromkreis sofort öffnen.

Vor Kurzschlüssen hilft der elektromagnetische Auslöser, sich selbst zu schützen. Etwas früher haben wir darüber gesprochen, aus welchen Elementen diese Leistungsschalterbaugruppe besteht. Wenn der Strom mehrmals ansteigt, beginnt der magnetische Fluss in der Wicklung anzusteigen. Unter seiner Wirkung wird der Kern zurückgezogen, die Feder wird zusammengedrückt. Dabei wird die im Auslösemechanismus befindliche Auslösestange gedrückt. Und der Strom wird unterbrochen, da die Leistungskontakte sofort öffnen.

Ein elektromagnetischer Auslöser ist ein Gerät, das vor Kurzschluss und Feuer in elektrischen Leitungen schützen kann. Der Schutz wird buchstäblich in Hundertstelsekunden ausgelöst, daher hat die Verkabelung keine Zeit, sich auf eine gefährliche Temperatur zu erwärmen.

Öffnen von Leistungskontakten

Es ist zu beachten, dass durch die Leistungskontakte ein sehr großer Strom fließt. Und wenn sie sich öffnen, bildet sich ein Lichtbogen, der eine sehr hohe Temperatur hat - etwa 3000 Grad. Um Kontakte und andere Komponenten vor Zerstörung zu schützen, wird ein kleines Element in das Design eingeführt - eine Lichtbogenkammer. Dies ist ein Gitter aus mehreren voneinander isolierten Metallplatten.

An der Stelle, an der sich die Kontakte öffnen, erscheint ein Lichtbogen. Und eine seiner Kanten beginnt sich zusammen mit dem gelösten Kontakt zu bewegen. Und die zweite Kante des Lichtbogens gleitet sozusagen entlang eines festen Kontakts, wonach sie zu dem damit verbundenen Leiter gelangt. Dieser Leiter ist mit der Lichtbogenkammer verbunden. Dann beginnt der Lichtbogen auf den Platten aufzubrechen, wird allmählich schwächer und erlischt dann vollständig.

Wenn Sie sich den Leistungsschalter VK-45 genau ansehen (das Funktionsprinzip wird in unserem Material besprochen), können Sie sehen, dass sich unten kleine Löcher befinden, durch die die während der Verbrennung entstehenden Gase entweichen. Wenn sich die Maschine aufgrund des Betriebs des elektromagnetischen Auslösers abgeschaltet hat, können Sie sie nicht einschalten, bis Sie die Ursache des Kurzschlusses beseitigt haben. Wie bei der thermischen Auslösung ist es möglich, die Maschine nach dem Abkühlen der Bimetallplatte wieder einzuschalten.

Wie funktionieren Luftbrecher?

Oben haben wir Geräte untersucht, die im Alltag und bei der Arbeit verwendet werden. Es lohnt sich jedoch, das Funktionsprinzip automatischer Luftschalter zu berücksichtigen - dies ist eine völlig andere Kategorie von Geräten. Sie werden nach der Art der Luftbewegung klassifiziert:

1. Quer.
2. Längs.

Luftautomaten können eine große Anzahl von Kontaktunterbrechungen haben, alles hängt davon ab, für welche Spannung sie ausgelegt sind. Um das Löschen des Lichtbogens zu erleichtern, ist ein Widerstand als Shunt mit den Kontakten verbunden.

Der Lichtbogenschacht ist ein Satz Leitbleche, die den Lichtbogen in kleine Stücke brechen. Deshalb kann der Lichtbogen nicht zünden und erlischt schnell genug. Mit Druckluft arbeitende Hochspannungs-Leistungsschalter zeichnen sich dadurch aus, dass sie entweder über eine Trennvorrichtung verfügen oder nicht. Wenn das Design einen Separator hat, sind die Leistungskontakte mit den Kolben verbunden. Das Ergebnis ist ein einziger Mechanismus. Der Separator ist mit den Kontakten des Lichtbogenlöschers in Reihe geschaltet.

Der Trenner und die Kontakte des Lichtbogenlöschers sind der erste Pol der Maschine. Bei einem Abschaltsignal wird das mechanisch-pneumatische Ventil betätigt. Es öffnet sich und Luft beginnt auf die Kontakte des Lichtbogenlöschers einzuwirken. Die Kontakte öffnen und der Lichtbogen wird mit Druckluft gelöscht. Danach wird der Separator abgeschaltet. Es ist erwähnenswert, dass die Luftzufuhr klar eingestellt werden muss, damit ihre Menge ausreicht, um den Lichtbogen zu löschen.

Klassifizierung von Luftmaschinen

Alle Offenen Hochspannungs-Leistungsschalter lassen sich in mehrere Gruppen einteilen:

1. Netzwerk - Betrieb mit einer Spannung von mehr als 6 kV, kann in Wechselstromkreisen verwendet werden, um Verbraucher im normalen Modus (nicht im Notfall) aus- und einzuschalten. Und auch um die Last im Kurzschlussfall zu trennen.
2. Generator - Arbeiten Sie in Stromnetzen mit einer Spannung von 6-24 kV, um Generatorsätze anzuschließen. Kann erheblichen Einschaltströmen standhalten. Es gibt einen Kurzschlussbetriebsmodus.
3. Für den Einsatz in elektrothermischen Anlagen - sie haben einen Spannungsbereich von 6-220 kV. Sie arbeiten sowohl im Normal- als auch im Notfallmodus.
4. Sturmgewehre für besondere Zwecke - solche Geräte werden nur auf Bestellung hergestellt, es gibt keine Serienmuster. Sie werden unter Berücksichtigung aller Betriebsmerkmale hergestellt.

Klassifizierung nach Art und Ort des Lufteinblasmechanismus:

1. Stützstrukturen.
2. Suspendiert.
3. Eingebettet in komplette Schaltanlagen.
4. Roll-out-Typ.

Vor- und Nachteile von Luftmaschinen

Zu den Vorteilen gehören die folgenden:

1. Sie verwenden solche Geräte seit langem, daher gibt es viel Erfahrung in deren Betrieb und Reparatur.
2. Modernere Geräte (z. B. SF6) können nicht repariert werden.

Aber es gibt auch Nachteile, zum Beispiel:

1. Es ist eine zusätzliche pneumatische Ausrüstung oder ein Kompressor erforderlich.
2. Wenn es ausgeschaltet ist (insbesondere während eines Notfalls), macht es viel Lärm.
3. Für die Installation benötigen Sie viel Platz - das Gerät hat recht große Abmessungen.
4. Kann nicht in staubigen oder feuchten Umgebungen installiert werden. Daher müssen zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, um Staub und Feuchtigkeit zu reduzieren.

Differentialmaschine - was ist das?

Und schließlich werden wir uns mit dem Funktionsprinzip des Differentialschutzschalters befassen. Dies ist eine Schutzvorrichtung, die im Falle eines Unfalls sowohl Null als auch Phase sofort abschaltet. Zu den Funktionen des Geräts gehören:

1. Verfolgen des Kurzschlussstroms sowie Abschalten des Stromkreises, wenn er auftritt.
2. Abschaltung des Stromkreises bei Überschreitung der zulässigen Belastung.
3. Gibt es Leckströme? Für den Fall, dass jemand die blanken Drähte berührt, tritt ein Kriechstrom auf. Die Differentialmaschine wird dann abgeschaltet.

Tatsächlich kombiniert dieses Gerät zwei Geräte - einen einfachen Leistungsschalter und einen RCD. Das Hauptplus ist, dass Ihre Sicherheit und elektrische Verkabelung immer geschützt sind (natürlich, wenn alles gemäß den Regeln gemacht wird). Sie können auch ein weiteres Plus hervorheben - es muss kein RCD installiert werden. Außerdem nimmt das Gerät wenig Platz in der Abschirmung ein. Und der Anschluss des Geräts an das Stromnetz ist nicht schwierig.

Aber es gibt auch Nachteile. Insbesondere gibt es bei einigen Modellen keine Flags, sodass es schwierig ist, die Ursache der Operation sofort zu ermitteln. Der zweite Nachteil ist, dass Sie das gesamte Gerät komplett austauschen müssen, wenn eine Hälfte des Geräts ausfällt. Es kann nicht repariert werden. Und der größte Nachteil sind die Kosten. Es ist viel höher als das eines RCD und einer herkömmlichen Maschine. Entscheiden Sie daher vor der Installation von Differentialschaltern, ob Sie sie benötigen. Es ist möglich, dass es einfacher ist, einen RCD und eine herkömmliche Maschine zu installieren.