Prekidač - što štiti i kako radi

Prekidači su uređaji čiji je zadatak zaštititi električni vod od oštećenja uzrokovanih velikom strujom. To može biti ili prekomjerni tok kratkog spoja ili samo moćan protok elektrona koji prolazi kroz kabel dovoljno dugo i uzrokuje pregrijavanje s daljnjim topljenjem izolacije. Prekidač u ovom slučaju sprječava negativne posljedice prekidanjem napajanja strujom u krugu. Kasnije, kad se situacija vrati u normalu, uređaj se može ponovo ručno uključiti.

Funkcije prekidača kruga

Zaštitni uređaji dizajnirani su za obavljanje sljedećih osnovnih zadataka:

• Prebacivanje električnog kruga (mogućnost isključivanja zaštićenog područja u slučaju nestanka struje).
• Isključivanje povjerenog kruga kada se u njemu pojave struje kratkog spoja.
• Zaštita vodova od preopterećenja kada prevelika struja prolazi kroz uređaj (to se događa kada ukupna snaga uređaja prelazi maksimalno dopuštenu).

Ukratko, AB istovremeno obavljaju zaštitnu i upravljačku funkciju.

Glavne vrste sklopki

Postoje tri glavne vrste AB, koje se međusobno razlikuju po dizajnu i dizajnirane su za rad s opterećenjima različitih veličina:

• Modularni. Ime je dobio po standardnoj širini, umnoženoj 1,75 cm. Dizajniran je za male struje, a instaliran je u mrežama napajanja kućanstava, za kuću ili stan. U pravilu je jednopolni ili dvopolni prekidač.
• Cast. Zove se tako zbog lijevanog tijela. Može izdržati do 1000 Ampera i koristi se prvenstveno u industrijskim mrežama.
• Zrak. Dizajniran za rad sa strujama do 6300 Ampera. Najčešće se radi o tropolnom automatskom stroju, ali sada se uređaji ove vrste proizvode s četiri pola.

Jednofazni zaštitni prekidač je osigurač koji je najčešći u kućanskim mrežama. Može biti 1- i 2-polno. U prvom slučaju na uređaj je spojen samo fazni vodič, a u drugom - također nula.

Pored nabrojanih tipova, postoje i uređaji sa zaostalom strujom, označeni kraticom RCD, i diferencijalni strojevi.

Prvi se ne mogu smatrati punopravnim AB-om, njihov zadatak nije zaštititi strujni krug i uređaje koji su u njemu, već spriječiti strujni udar kada osoba dodirne otvoreni prostor. Prekidač diferencijalnog kruga je AB i RCD kombinirani u jednom uređaju.

Kako su uređeni prekidači?

Razmotrimo detaljno uređaj prekidača. Tijelo stroja izrađeno je od dielektričnog materijala. Sastoji se od dva dijela, koja su spojena zakovicama. Ako je potrebno rastaviti tijelo, zakovice su izbušene i otvorio se pristup unutarnjim elementima prekidača. To uključuje:

• Vijčane stezaljke.
• Fleksibilni vodiči.
• Upravljačka ručka.
• Pomični i fiksni kontakt.
• Elektromagnetsko oslobađanje, koje je solenoid sa jezgrom.
• Termičko otpuštanje, koje uključuje bimetalnu ploču i vijak za podešavanje.
• Otvor za plin.
• Komora za gašenje luka.

Sa stražnje strane, automatski sigurnosni osigurač opremljen je posebnim zasunom, kojim je pričvršćen na DIN šinu.

Potonji je metalna šina širine 3,5 cm, na koju su pričvršćeni modularni uređaji, kao i neke vrste električnih brojila. Da biste stroj povezali sa šinom, tijelo zaštitnog uređaja treba namotati preko njegovog gornjeg dijela, a zatim pritisnite zasun pritiskom na donji dio uređaja. Prekidač sa DIN šine možete ukloniti spajanjem zasuna s dna.

Zatvarač modularnog prekidača može biti vrlo tijesan. Da biste takav uređaj pričvrstili na DIN šinu, prvo morate zakačiti zasun s dna i staviti zaštitni uređaj na mjesto učvršćivača, a zatim otpustiti sigurnosni element.

Možete si olakšati - kad zakopčate zasun, odvijačem čvrsto pritisnite na donji dio.

Jasno je zašto je potreban prekidač u videu:

Kako radi prekidač

Sad razjasnimo kako radi prekidač mrežnog zaštitnog sklopa. Povezan je podizanjem upravljačke ručke. Za isključenje AB mreže iz mreže, poluga je spuštena prema dolje.

Kad električni zaštitni prekidač radi u normalnom načinu rada, električna struja s podignutom upravljačkom ručicom dovodi se do uređaja preko kabela za napajanje spojenog na gornji terminal. Tok elektrona ide u stacionarni kontakt, a iz njega u mobilni.

Tada struja teče kroz fleksibilni vodič do solenoida elektromagnetskog oslobađanja. Od njega, duž drugog fleksibilnog vodiča, električna energija ide do bimetalne ploče koja je uključena u toplinsko otpuštanje. Prolazeći duž ploče, protok elektrona kroz donji terminal prelazi u spojenu mrežu.

Značajke toplinskog oslobađanja

Ako struja prelazi krug u kojem je ugrađen prekidač, dolazi do preopterećenja. Tok elektrona velike snage koji prolazi kroz bimetalnu ploču ima toplinski učinak na nju, čineći je mekšom i prisiljavajući je da se sagne prema spojućem elementu. Kad ovaj posljednji dođe u dodir s pločom, stroj se pokreće i dovodi struja u krug. Tako toplinska zaštita pomaže u sprječavanju prekomjernog zagrijavanja vodiča, što može dovesti do taljenja izolacijskog sloja i oštećenja ožičenja.

Zagrijavanje bimetalne ploče do te mjere da se savija i aktivira AB događa se određeno vrijeme. Ovisi o tome koliko struja premašuje ocjenu stroja, a može trajati i nekoliko sekundi i sat vremena.

Toplinsko otpuštanje pokreće se kada struja strujnog kruga premaši naziv stroja najmanje 13%. Nakon što se bimetalna ploča ohladi i trenutna struja normalizira, zaštitni uređaj može se ponovo uključiti.

Postoji još jedan parametar koji može utjecati na rad AB pod utjecajem toplinskog oslobađanja - to je temperatura okoline.

Ako zrak u sobi u kojoj je uređaj postavljen ima visoku temperaturu, tada će se ploča zagrijati do granice isključivanja brže nego inače, a može se pokrenuti čak i uz lagano povećanje struje. Suprotno tome, ako je kuća hladna, ploča će se zagrijavati sporije i vrijeme prije isključenja kruga će se povećavati.

Za toplinsko otpuštanje, kao što je spomenuto, potrebno je određeno vrijeme tijekom kojeg se strujna struja može vratiti u normalu. Tada će preopterećenje nestati i uređaj se neće isključiti. Ako se veličina električne struje ne smanji, stroj isključuje napon iz kruga, sprječavajući topljenje izolacijskog sloja i sprječavajući izgaranje kabela.

Preopterećenje je najčešće uzrokovano uključivanjem uređaja u krug, čija ukupna snaga prelazi izračunatu za određeni vod.

Nijanse elektromagnetske zaštite

Elektromagnetsko oslobađanje dizajnirano je za zaštitu mreže od kratkog spoja i razlikuje se od toplinskog u smislu svog rada. Pod djelovanjem nadzemnih struja kratkog spoja, u solenoidu nastaje moćno magnetsko polje. Gura jezgru zavojnice u stranu, što otvara kontakte snage zaštitnog uređaja, djelujući na mehanizam za otpuštanje. Prekinuto je napajanje strujom, čime se uklanja opasnost od požara u ožičenju, kao i uništenja zatvorene instalacije i prekidača.

Budući da u slučaju kratkog spoja u krugu, dolazi do trenutnog porasta struje do vrijednosti koja u kratkom vremenu može dovesti do ozbiljnih posljedica, rad stroja pod utjecajem elektromagnetskog oslobađanja događa se u stotinama sekunde. Istina, u ovom slučaju struja mora premašiti nazivnu AB za 3 ili više puta.

Jasno o prekidačima u videu:

Arc žljeb

Kada se kontakti kruga kroz koji protječe električna struja otvore, između njih nastaje električni luk, čija je snaga izravno proporcionalna veličini mrežne struje. Destruktivno utječe na kontakte, dakle, da bi ih zaštitio, u uređaj je uključena lučna komora, koja je skup ploča postavljenih paralelno jedna s drugom.

Nakon dodira s pločama, luk se fragmentira, zbog čega se njegova temperatura smanjuje i dolazi do prigušenja. Plinovi nastali tijekom pojave luka uklanjaju se kroz poseban otvor s tijela zaštitnog uređaja.

Zaključak

U ovom smo članku razgovarali o tome što su prekidači, što su ti uređaji i kako rade. Za kraj, recimo da prekidači nisu predviđeni za postavljanje u mrežu kao konvencionalni prekidači. Takva uporaba brzo će uništiti kontakte uređaja.