Kādi ir slēdžu veidi un veidi elektrotīklos

Galvenā atšķirība starp šīm komutācijas ierīcēm no citām līdzīgām ierīcēm ir sarežģītā iespēju kombinācija:

1. ilgstoši uzturēt sistēmā nominālo slodzi, pateicoties uzticamai spēcīgu elektrības strāvu pārvadei caur tās kontaktiem;

2. aizsargāt ekspluatācijas iekārtas no nejaušiem bojājumiem elektriskās ķēdes, ātri atvienojot no tās barošanas avotu.

Normālos aprīkojuma darbības apstākļos operators var manuāli pārslēgt slodzi ar automātiskiem slēdžiem, nodrošinot:

• dažādas jaudas shēmas;

• mainīt tīkla konfigurāciju;

• iekārtas izņemšana no ekspluatācijas.

Avārijas situācijas elektriskajās sistēmās rodas nekavējoties un spontāni. Cilvēks nespēj ātri reaģēt uz savu izskatu un veikt pasākumus to novēršanai. Šī funkcija ir piešķirta automātiskajām ierīcēm, kas iebūvētas ķēdes pārtraucējā.

Elektroenerģijā tiek pieņemts elektrisko sistēmu sadalījums pēc strāvas veida:

• pastāvīgs;

• pārmaiņus sinusoidāls.

Turklāt ir iekārtu klasifikācija pēc sprieguma lieluma:

• zemspriegums - mazāks par tūkstoti voltu;

• augstspriegums — viss pārējais.

Visiem šo sistēmu veidiem ir izveidoti savi automātiskie slēdži, kas paredzēti atkārtotai darbībai.

Maiņstrāvas ķēdes

Šai atslēgu kategorijai ir milzīgs modeļu sortiments, ko ražo mūsdienu ražotāji. To klasificē pēc tīkla sprieguma un strāvas slodzes.

Elektriskās iekārtas līdz 1000 voltiem

Saskaņā ar pārraidītās elektroenerģijas jaudu automātiskos slēdžus maiņstrāvas ķēdēs parasti iedala:

1. moduļu;

2. formētā korpusā;

3. jaudas gaiss.

Moduļu dizaini

Īpašais dizains mazu standarta moduļu veidā, kuru platums ir 17,5 mm, nosaka to nosaukumu un dizainu ar iespēju uzstādīt uz Din-sliedes.

Viena no šiem slēdžiem iekšējā struktūra ir parādīta fotoattēlā. Tās korpuss ir pilnībā izgatavots no izturīga dielektriska materiāla, kas novērš elektrošoku personai.

Barošanas un izejas vadi ir pievienoti attiecīgi augšējam un apakšējam spaiļu blokam. Slēdža stāvokļa manuālai vadībai ir uzstādīta svira ar divām fiksētām pozīcijām:

• augšējais ir paredzēts strāvas padevei caur slēgtu barošanas kontaktu;

• zemāk — nodrošina strāvas ķēdes pārtraukumu.

Katra no šīm mašīnām ir paredzēta nepārtrauktai darbībai ar noteiktu vērtību nominālā strāva (Iņ). Ja slodze kļūst lielāka, strāvas kontakts ir bojāts. Šim nolūkam kastes iekšpusē ir ievietoti divu veidu aizsardzības līdzekļi:

1. termiskā atbrīvošana;

2. strāvas pārtraukums.

To darbības princips ļauj izskaidrot laika strāvas raksturlielumu, kas izsaka aizsardzības darbības laika atkarību no caur to ejošās slodzes vai bojājuma strāvas.

Fotoattēlā redzamais grafiks ir norādīts vienam konkrētam ķēdes pārtraucējam, ja robeždarbības zona ir izvēlēta pie 5 ÷ 10 reizes lielāka par nominālo strāvu.

Sākotnējās pārslodzes gadījumā termiskā atbrīvošana no bimetāla plāksne, kas ar palielinātu strāvu pakāpeniski uzsilst, izliecas un iedarbojas uz izslēgšanas mehānismu nevis uzreiz, bet ar zināmu laika nobīdi.

Tādējādi tas ļauj nelielām pārslodzēm, kas saistītas ar īslaicīgu lietotāju savienojumu, pašai noņemt un novērst nevajadzīgas izslēgšanas. Ja slodze nodrošina vadu un izolācijas kritisku apsildi, strāvas kontakts ir bojāts.

Kad aizsargātajā ķēdē rodas avārijas strāva, kas spēj sadedzināt iekārtu ar savu enerģiju, iedarbojas elektromagnētiskā spole. Ar impulsu, sakarā ar slodzes pieaugumu, kas noticis, tas uzmet kodolu uz izslēgšanas mehānisma, lai nekavējoties apturētu ārpus robežām režīmu.

Grafikā redzams, ka jo lielākas ir īssavienojuma strāvas, jo ātrāk tās iedarbina elektromagnētiskā atbrīvošana.

Mājsaimniecības automātiskais tvaika aizsargs darbojas pēc tādiem pašiem principiem.

Pārtraucot lielas strāvas, rodas elektriskā loka, kuras enerģija var sadedzināt kontaktus. Tās iedarbības novēršanai slēdžos tiek izmantota loka dzēšanas kamera, kas sadala loka izlādi mazās plūsmās un dzesēšanas rezultātā tās nodzēš.

Vairāki moduļu konstrukciju izgriezumi

Magnētiskie braucieni ir noregulēti un pielāgoti darbam ar noteiktām slodzēm, jo ​​tie rada dažādas pārejas, kad tie sākas. Piemēram, ieslēdzot dažādus apgaismes ķermeņus, īstermiņa ieslēgšanas strāva kvēldiega mainīgās pretestības dēļ var trīs reizes pietuvoties nominālvērtībai.

Tāpēc dzīvokļu un apgaismojuma ķēžu kontaktligzdu grupai pieņemts izvēlēties automātiskos slēdžus ar «B» tipa strāvas-laika raksturlielumu. Tas ir 3 ÷ 5 collas.

Asinhronie motori, griežot darbināmu rotoru, rada lielākas pārslodzes strāvas. Viņiem izvēlieties mašīnas ar raksturlielumu «C» vai — 5 ÷ 10 In. Pateicoties izveidotajai laika un strāvas rezervei, tie ļauj motoram griezties un tiek garantēta pāreja darba režīmā bez nevajadzīgām izslēgšanām.

Rūpnieciskajā ražošanā uz metāla griešanas iekārtām un mehānismiem ir pieslēgtas pie motoriem pieslēgtas piedziņas, kas rada vairāk paaugstinātas pārslodzes. Šādiem nolūkiem tiek izmantoti automātiskie slēdži ar raksturlielumu "D" ar nominālu 10 ÷ 20 In. Tie ir labi pierādījuši sevi, strādājot ķēdēs ar aktīvo-induktīvo slodzi.

Turklāt mašīnām ir vēl trīs standarta laika strāvas raksturlielumu veidi, kas tiek izmantoti īpašiem mērķiem:

1. "A" — ilgstošai elektroinstalācijai ar aktīvu slodzi vai pusvadītāju ierīču aizsardzībai ar vērtību 2 ÷ 3 In;

2. "K" — izteiktām induktīvām slodzēm;

3. «Z» — elektroniskām ierīcēm.

Dažādu ražotāju tehniskajā dokumentācijā pēdējo divu veidu robežvērtības var nedaudz atšķirties.

Formēti kārbu slēdži

Šīs klases ierīces var pārslēgt lielāku strāvu nekā moduļu konstrukcijas. To slodze var sasniegt vērtības līdz 3,2 kiloampēriem.

Tie tiek ražoti pēc tādiem pašiem principiem kā moduļu konstrukcijas, taču, ņemot vērā paaugstinātās prasības palielinātās slodzes pārnešanai, cenšas tām piešķirt salīdzinoši mazus izmērus un augstu tehnisko kvalitāti.

Šīs mašīnas ir paredzētas drošai darbībai rūpniecības objektos. Pēc nominālās strāvas vērtības tie ir nosacīti sadalīti trīs grupās ar iespēju pārslēgt slodzi līdz 250, 1000 un 3200 ampēriem.

Viņu korpusa konstrukcija: trīs vai četru polu modeļi.

Jaudas gaisa slēdži

Tie darbojas rūpnieciskās iekārtās un iztur ļoti spēcīgas strāvas līdz 6,3 kiloampēriem.

Tās ir vissarežģītākās zemsprieguma ierīču komutācijas ierīces, kuras izmanto elektrisko sistēmu darbībai un aizsardzībai kā ievades un izvadierīces lieljaudas sadales sistēmām un ģeneratoru, transformatoru, kondensatoru vai jaudīgu elektromotoru pieslēgšanai.

To iekšējās struktūras shematisks attēlojums ir parādīts fotoattēlā.

Šeit tagad tiek izmantota barošanas kontakta dubultā atvienošana un katrā atvienošanas pusē ir uzstādītas loka dzēšanas kameras ar režģiem.

Darbības algoritms ietver noslēgšanas spoli, aizvēršanas atsperi, atsperes lādiņa motora piedziņu un automatizācijas elementus. Strāvas slodžu uzraudzībai ir integrēts strāvas transformators ar aizsardzības un mērīšanas spoli.

Elektriskās iekārtas virs 1000 voltiem

Augstsprieguma iekārtu automātiskie slēdži ir ļoti sarežģītas tehniskas ierīces un tiek izgatavotas stingri individuāli katrai sprieguma klasei. Tos parasti izmanto transformatoru apakšstacijām.

Viņiem tiek izvirzītas šādas prasības:

• augsta uzticamība;

• drošība;

• produktivitāte;

• lietošanas ērtums;

• relatīvs klusums darbības laikā;

• optimāla cena.

Slodzes, kas saplīst augstsprieguma automātiskie slēdži avārijas apstāšanās gadījumā, ko pavada ļoti spēcīgs loks. Tās dzēšanai tiek izmantotas dažādas metodes, tostarp ķēdes pārtraukšana īpašā vidē.

Šis slēdzis ietver:

• kontaktu sistēma;

• loka dzēšanas ierīce;

• dzīvās daļas;

• izolēts korpuss;

• piedziņas mehānisms.

Viena no šīm komutācijas ierīcēm ir parādīta fotoattēlā.

Lai nodrošinātu kvalitatīvu ķēdes darbību šādās konstrukcijās, papildus darba spriegumam ņemiet vērā:

• slodzes strāvas nominālvērtība tās drošai pārraidei ieslēgtā stāvoklī;

• maksimālā īsslēguma strāva pie eff. vērtība, ko izslēgšanas mehānisms var izturēt;

• pieļaujamā aperiodiskās strāvas sastāvdaļa ķēdes atteices brīdī;

• automātiskās pārslēgšanas iespējas un divi AR cikli.

Saskaņā ar loka dzēšanas metodēm atslēgšanas laikā slēdžus iedala:

• sviests;

• vakuums;

• gaiss;

• SF6 gāze;

• autogāze;

• elektromagnētiskais;

• autopneimatisks.

Drošai un ērtai darbībai tie ir aprīkoti ar piedziņas mehānismu, kas var izmantot vienu vai vairākus enerģijas veidus vai to kombinācijas:

• pacelta atspere;

• pacelta krava;

• saspiesta gaisa spiediens;

• elektromagnētiskais impulss no solenoīda.

Atkarībā no lietošanas apstākļiem tos var izveidot ar spēju strādāt ar spriegumu no viena līdz 750 kilovoltiem ieskaitot. Protams, tiem ir atšķirīgs dizains. izmēri, automātiskās un tālvadības vadības iespējas, aizsardzības iestatījumi drošai darbībai.

Šādu slēdžu palīgsistēmām var būt ļoti sarežģīta sazarota struktūra un tās atrodas uz papildu paneļiem īpašās tehniskajās ēkās.

Līdzstrāvas ķēdes

Šajos tīklos ir arī milzīgs skaits slēdžu ar dažādām iespējām.

Elektriskās iekārtas līdz 1000 voltiem

Šeit masveidā tiek prezentētas modernas uz DIN sliedes montējamas moduļu ierīces.

Tie veiksmīgi papildina šāda veida veco mašīnu klases AP-50, AE un tamlīdzīgi, kas tika piestiprināti pie paneļu sienām ar skrūvju savienojumiem.

Līdzstrāvas moduļu konstrukcijām ir tāda pati struktūra un darbības princips kā to maiņstrāvas līdziniekiem. Tos var veikt viena vai vairākas vienības un tiek izvēlēti atbilstoši slodzei.

Elektriskās iekārtas virs 1000 voltiem

Augstsprieguma līdzstrāvas automātiskie slēdži tiek izmantoti elektrolīzes rūpnīcās, metalurģijas rūpniecības objektos, dzelzceļa un pilsētu elektrificētajā transportā un spēkstacijās.

Galvenās tehniskās prasības šādu ierīču darbībai atbilst to maiņstrāvas kolēģiem.

Hibrīda ķēdes pārtraucējs

Zinātniekiem no Zviedrijas-Šveices uzņēmuma ABB izdevās izstrādāt augstsprieguma līdzstrāvas slēdžus, kas savā ierīcē apvieno divas jaudas struktūras:

1.SF6 gāze;

2. vakuums.

To sauc par hibrīdu (HVDC), un tajā tiek izmantota secīgas loka dzēšanas tehnoloģija vienlaikus divās vidēs: sēra heksafluorīdā un vakuumā. Šim nolūkam tiek samontēta šāda ierīce.

Spriegums tiek pielikts hibrīda vakuuma slēdža augšējai kopnei un noņemts no SF6 ķēdes pārtraucēja apakšējās kopnes.

Abu komutācijas ierīču barošanas avoti ir savienoti virknē un tiek vadīti ar to atsevišķiem diskdziņiem. Lai tie darbotos vienlaicīgi, tika izveidota sinhronizētas koordinātu darbības vadības ierīce, kas pa optisko kanālu pārraida komandas uz patstāvīgi darbināmu vadības mehānismu.

Pateicoties augstas precizitātes tehnoloģiju izmantošanai, dizaineriem izdevās panākt divu disku piedziņu darbību koordināciju, kas iekļaujas laika intervālā, kas ir mazāks par vienu mikrosekundi.

Strāvas slēdzi vada releja aizsardzības bloks, kas iebūvēts elektropārvades līnijā caur atkārtotāju.

Hibrīda ķēdes pārtraucējs ļāva ievērojami palielināt kompozītmateriālu SF6 un vakuuma konstrukciju efektivitāti, izmantojot to apvienotās īpašības. Tajā pašā laikā bija iespējams realizēt priekšrocības salīdzinājumā ar citiem analogiem:

1. spēja droši izslēgt īssavienojuma strāvas pie augsta sprieguma;

2. iespēja ar nelielām pūlēm veikt jaudas elementu pārslēgšanu, kas ļāva būtiski samazināt iekārtas izmērus un attiecīgi arī cenu;

3. dažādu standartu atbilstības pieejamība, veidojot konstrukcijas, kas darbojas kā atsevišķa slēdža daļa vai vienas apakšstacijas kompaktās ierīces;

4.spēja novērst strauji pieaugošā stresa sekas atveseļošanās laikā;

5. Spēja veidot pamata moduli darbam ar spriegumiem līdz 145 kilovoltiem un vairāk.

Konstrukcijas īpatnība ir spēja pārraut elektrisko ķēdi 5 milisekundēs, ko gandrīz neiespējami izdarīt ar cita dizaina barošanas ierīcēm.

MIT (Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta) Tehnoloģiju pārskats hibrīdautomašīnas slēdzis tika ierindots starp desmit labākajiem gada uzlabojumiem.

Ar līdzīgiem pētījumiem nodarbojas arī citi elektroiekārtu ražotāji. Viņi arī sasniedza noteiktus rezultātus. Taču ABB šajā jautājumā ir viņiem priekšā. Tās vadība uzskata, ka maiņstrāvas pārvade rada lielus zaudējumus. Tos var ievērojami samazināt, izmantojot līdzsprieguma augstsprieguma ķēdes.