Come vengono prese in considerazione le correnti per gli interruttori automatici

La corrente che passa attraverso l'interruttore è determinata dalla ben nota legge di Ohm dal valore della tensione applicata, riferito alla resistenza del circuito collegato. Questa posizione teorica dell'ingegneria elettrica è la base per il funzionamento di qualsiasi macchina.

In pratica, la tensione di rete, ad esempio 220 volt, è supportata da dispositivi automatici dell'organizzazione che fornisce energia entro gli standard stabiliti dagli standard statali; varia leggermente all'interno di questo intervallo. Andare oltre GOST è considerato un malfunzionamento, un incidente.

L'interruttore taglia il filo di fase dell'alimentazione di lampade, prese e altri consumatori. Quando il rasoio elettrico viene prima alimentato dalla presa, quindi dall'aspirapolvere di lavaggio, in entrambi i casi una corrente scorre attraverso la macchina in un circuito chiuso tra fase e zero.

Ma nel primo caso sarà relativamente piccolo e nel secondo sarà significativo: questi dispositivi differiscono per resistenza. Creano un carico diverso. Il suo valore è costantemente monitorato dalla protezione della macchina, effettuando lo spegnimento in caso di anomalia.

Come la corrente scorre attraverso l'interruttore

Strutturalmente, la macchina è progettata in modo tale che la corrente agisca su elementi localizzati in sequenza. Questi includono:

• morsetti di collegamento filo con viti di serraggio;

• contatti di potenza con una parte mobile e fissa;

• piastra di rilascio termico bimetallica;

• elettromagnete di arresto corrente di corto circuito;

• collegamento dei cavi di corrente.

Il percorso corrente attraverso l'interruttore è mostrato nella figura da frecce rosse convenzionali.

I contatti di potenza mobili vengono premuti contro quelli fissi, creando un circuito elettrico continuo solo dopo che l'operatore ruota manualmente la leva di comando. Un prerequisito per l'inclusione è l'assenza di situazioni di emergenza nel circuito commutato. Se vengono visualizzati, la protezione inizia immediatamente a funzionare allo spegnimento automatico. Non esiste altro modo per accendere la macchina.

Ma interrompere questi contatti diseccitando l'offerta di potenziale di fase ai consumatori può essere fatto in due modi:

• manualmente, riportando nella posizione iniziale la leva di comando;

• automaticamente dall'attivazione delle protezioni.

Come vengono creati e funzionano gli elementi strutturali di un interruttore

Contatti di potenza

Loro, come l'intero design dell'interruttore, sono progettati per trasmettere una potenza strettamente limitata. È impossibile superarlo, perché nel caso opposto, la macchina fallirà - brucerà.

La caratteristica tecnica che limita la massima potenza che passa attraverso i contatti di potenza è un indicatore chiamato "Potere di interruzione finale". È indicato dall'indice "Icu".

Il valore della massima capacità di interruzione dell'interruttore viene impostato durante la progettazione da una serie standard di correnti, generalmente misurate in chiloamper. Ad esempio, Icu può essere 4 o 6 o addirittura 100 o più kA.

Questo valore è indicato direttamente sul lato anteriore della macchina, così come altre caratteristiche delle impostazioni dei valori correnti.

Quindi, attraverso i contatti di potenza della macchina mostrata in figura, può passare in sicurezza una corrente elettrica da zero a 4000 ampere. L'AB stesso normalmente lo resisterà e lo spegnerà in caso di emergenza all'interno del cablaggio collegato con i consumatori.

A tal fine, è stata introdotta una distinzione tra le correnti che fluiscono attraverso i contatti di potenza in:

1. nominale e funzionante;

2. emergenza, compresi sovraccarico e cortocircuiti.

Qual è la corrente nominale dell'interruttore

Ogni macchina è creata per funzionare in determinate condizioni tecniche. Deve garantire in modo affidabile il passaggio della corrente del carico operativo che fluisce sia attraverso il cablaggio elettrico che attraverso i consumatori collegati.

Quando si sceglie una macchina automatica per una rete domestica, gli utenti spesso tengono conto delle proprietà conduttive del cablaggio o solo della potenza degli apparecchi elettrici, commettendo un errore: è necessario analizzare in modo completo entrambi questi problemi. Per, un interruttore è un dispositivo automatico che è già regolato per funzionare quando vengono raggiunti determinati valori correnti.

Quando queste condizioni non sono ancora arrivate e la corrente di lavoro attraverso la macchina è inferiore. rispetto al limite inferiore di disconnessione, i contatti di potenza sono chiusi in modo affidabile. Il limite superiore di questo intervallo operativo è generalmente chiamato corrente nominale, che indica In.

Il numero "16" mostrato nell'immagine indica che le correnti che passano attraverso i contatti di potenza, fino a 16 ampere incluse, saranno trasmesse in modo affidabile dall'interruttore agli utenti collegati tramite cavi elettrici.

Questa è una funzione della macchina stessa. E il proprietario dell'installazione elettrica e l'elettricista di servizio hanno un compito completamente diverso: scegliere l'interruttore corretto per il carico e il cablaggio nel complesso. Infatti, quando questi 16 ampere vengono superati, si verificheranno disconnessioni dalle protezioni, che sono configurate per funzionare da varie correnti che sono "legate" dagli algoritmi elettrici al valore nominale. Leggi di più qui -Selezione di interruttori automatici per appartamento, casa, garage

Come funziona la protezione

Tutte le correnti superiori al valore nominale attivano le protezioni. Si chiamano correnti di intervento, indicate da Iav.

Per lo spegnimento automatico all'interno del case della macchina, sono montati due tipi di dispositivi montati secondo diversi principi di spegnimento:

1. riscaldamento e flessione del bimetallo con il ritiro del fermo meccanico dalla rete;

2. battere il chiavistello con una scossa meccanica dal nucleo dell'elettromagnete.

Rilascio termico

Funziona a causa della flessione della piastra composita bimetallica quando viene riscaldata dalla corrente che la attraversa e viene raffreddata dall'eliminazione del calore nell'ambiente.

L'energia termica generata dalla corrente elettrica attraverso il bimetallo passante viene applicata a questo rilascio. Il suo valore, come sappiamo dalla legge Joule-Lenz, dipende da:

1. resistenza elettrica del circuito;

2. forza di scorrimento corrente;

3. e il tempo del suo impatto.

Di questi tre parametri, la resistenza elettrica nel processo di stato stazionario non cambia praticamente. È preso in considerazione solo nei calcoli teorici. Con la commutazione del carico, la corrente cambia bruscamente. Pertanto, altri due parametri sono più importanti:

1. l'entità della corrente elettrica;

2. tempo del suo corso.

Sono presi in considerazione caratteristiche speciali, che vengono chiamati da questi componenti: corrente temporale.

Dalla forza della corrente che scorre attraverso la macchina e dal tempo della sua azione, viene determinato non solo la zona di funzionamento del rilascio termico, ma anche l'interruzione elettromagnetica.

La base dei calcoli è il valore della corrente nominale selezionata per la progettazione dell'interruttore. Il funzionamento delle protezioni è legato alla sua molteplicità: il rapporto tra la corrente che passa e la corrente nominale.

Poiché le protezioni di corrente dell'interruttore funzionano al di sopra della corrente nominale, la molteplicità di corrente è sempre I / In> 1.

Taglio elettromagnetico

Il lavoro di protezione si basa sulla contabilizzazione costante delle correnti che attraversano le spire degli avvolgimenti elettromagnetici. Quando l'entità dei carichi non supera il valore nominale calcolato, le correnti che scorrono in ogni giro creano un campo magnetico totale che non è in grado di superare la forza di tenuta dell'asta meccanica all'interno dell'alloggiamento del solenoide.

La testa dello spintore mobile viene tirata verso l'interno e il contatto di potenza mobile dell'interruttore viene premuto saldamente sulla parte fissa.

Quando la forza della corrente di passaggio supera la corrente nominale del setpoint, il campo magnetico totale formato all'interno della bobina supererà bruscamente la forza di tenuta dell'asta. Spara e con un colpo secco colpisce il chiavistello, lo estrae dalla marcia.

Come risultato dello sciopero, il contatto di potenza mobile dell'interruttore viene bruscamente scartato dall'energia meccanica da quella stazionaria - il circuito elettrico viene interrotto e la tensione di alimentazione viene rimossa dal circuito collegato.

Come vengono configurate le protezioni degli interruttori automatici?

Affinché la macchina possa resistere chiaramente alla corrente nominale senza creare falsi positivi, la sua protezione è sintonizzata sui valori calcolati.

Rilascio termico

Quando si sceglie l'impostazione corrente standard, la natura del carico collegato viene presa in considerazione e calcolata secondo la formula Iust = kr ∙ kn ∙ In, dove kr = 1.1 e kn tiene conto delle condizioni operative. Si trova all'interno di:

• 1,1 ÷ 1,3 per circuiti con sovraccarichi a breve termine dovuti all'avviamento di motori elettrici o dispositivi simili;

• 1,1 - per circuiti resistivi senza sovraccarico o per il funzionamento di circuiti a corrente continua.

Ad esempio, si consideri la caratteristica protettiva del rilascio termico di un vecchio interruttore A3120.

Nella sezione corrente da 1,3 a 10 volte la caratteristica In è rappresentata dalla curva "a", l'operazione viene eseguita con un ritardo, che crea una riserva di lavoro per gli apparecchi elettrici collegati. Con un aumento del carico, il loro tempo di spegnimento diminuisce da pochi minuti a un secondo.

Con un carico di dieci volte, il rilascio termico A3120 disattiva i contatti di potenza con un tempo di circa 0,01 secondi con una piccola variazione nei parametri mostrati nel grafico dalla zona di colore rosso chiaro. Oltre dieci volte l'aumento delle correnti operative non può accelerare la protezione a causa delle proprietà meccaniche del design dell'interruttore.

Taglio elettromagnetico

Anche i parametri della caratteristica tempo-corrente per l'organo di interruzione elettromagnetica sono regolati in base alla corrente nominale. Nelle macchine domestiche, la corrente di intervento istantanea è divisa in tre classi:

1. In, compreso tra 3 ÷ 5 In;

2. С - 5 ÷ 10 In;

3. D - 10 ÷ 20 pollici.

Per i dispositivi tecnici industriali, vengono creati interruttori automatici con classi:

• A, attivato a correnti inferiori a 3In;

• E e F - a multipli maggiori di 20In entro vari limiti.

La classe di lavoro descritta per le macchine automatiche domestiche è legalizzata dai requisiti di GOST R 50345—2010. Anche i produttori stranieri utilizzano una divisione simile di tagli istantanei, ma gli standard attuali e i tempi di spegnimento possono variare, stipulati dalle norme dei loro paesi o dalla IEC 60947-2.

Classe di limitazione corrente

La velocità della protezione istantanea della corrente dell'interruttore è legata alla frequenza dell'armonica sinusoidale della rete industriale ed è indicata da uno dei numeri: 1, 2 o 3. Questa figura mostra la parte della semionda dell'armonica standard durante la quale dovrebbe avvenire lo scatto.

La macchina limitatrice di corrente 3 è la più veloce - funzionerà in 1/3 del mezzo ciclo. La caratteristica 2 indica la sua metà e 1 - l'intera lunghezza della semionda.

Condizioni per limitare le correnti che attraversano un interruttore

Un punto importante nel funzionamento degli interruttori automatici che operano su correnti di carico è la considerazione del circuito ad essi collegato, che presenta già una resistenza specifica. Il suo valore limiterà il funzionamento dell'interruzione in modalità di emergenza e ad un certo punto non consentirà la rimozione tempestiva della tensione di alimentazione dalle apparecchiature danneggiate.

Un esempio di tale sezione è la resistenza attiva dell'avvolgimento della sorgente del trasformatore di alimentazione con tutti i nuclei collegati di cavi e fili della rete elettrica, assemblati su morsettiere e morsetti di scatole di giunzione e pannelli fino ai contatti della presa dell'appartamento. I suoi esperti chiamano fase zero del circuito.

Per tener conto del suo valore con l'impostazione e il funzionamento corretti dell'interruttore, vengono utilizzati dispositivi speciali: misuratori di resistenza di questo circuito.

La loro misurazione consente di tenere conto della correzione introdotta dalla resistenza aggiuntiva dei fili, il che significa che è possibile prendere in considerazione con precisione le correnti che passano in modalità di emergenza attraverso i contatti di potenza e le protezioni dell'interruttore.

Come viene controllato l'interruttore per le correnti che lo attraversano

Dopo la produzione, i prodotti di qualsiasi produttore possono essere trasportati su lunghe distanze o conservati a lungo in magazzini prima di essere installati in un circuito elettrico. Durante questo periodo, una diminuzione della sua qualità è possibile a causa di una violazione delle caratteristiche tecniche.

Pertanto, gli interruttori automatici, quando installati in un circuito prima della sua messa in funzione, devono essere sottoposti a un controllo dello stato, che di solito viene chiamato caricamento.

A tale scopo, uno schema speciale per il caricamento della macchina viene assemblato nel laboratorio elettrico o viene utilizzato uno dei tanti design di supporti fissi o portatili.

L'interruttore automatico viene controllato per la corrente nominale indicata sulla custodia. Deve resistere a lungo al suo valore.

Quindi la macchina è soggetta a sovraccarichi e correnti di corto circuito, che deve resistere durante il funzionamento. Allo stesso tempo, sono chiaramente misurati e registrati:

1. correnti di funzionamento delle protezioni antideflagranti e dell'interruzione di corrente;

2. tempi di spegnimento della macchina dal momento della simulazione di un'emergenza.

Alcuni progetti di macchine consentono di regolare i parametri di output durante il caricamento. Ad esempio, alcuni tipi di rilasci termici hanno un attacco a vite, che consente di regolare il setpoint per il funzionamento della piastra bimetallica entro determinati limiti.

Tutte le caratteristiche misurate sono registrate con elevata precisione dagli strumenti di misurazione e sono registrate nel protocollo di verifica, rispetto ai requisiti di GOST. Dopo la loro analisi, viene rilasciato un certificato con una conclusione sull'idoneità.

Caricare la macchina sotto carico consente di identificare il matrimonio, evitando casi di possibili incendi e lesioni elettriche.

Pertanto, le correnti che passano attraverso gli interruttori vengono prese in considerazione nella progettazione, produzione, collaudo e funzionamento. A tal fine, vengono presi in considerazione i termini richiesti da GOST:

• corrente nominale;

• sovraccarico;

• corrente di corto circuito;

• protezione corrente di intervento;

• tempo di spegnimento per guasto.