Strömbrytare - vad den skyddar och hur den fungerar

Strömbrytare är enheter vars uppgift är att skydda en elektrisk ledning mot skador orsakade av en stor ström. Detta kan vara antingen kortslutningsströmmar eller bara ett kraftfullt elektronflöde som passerar genom kabeln under tillräckligt lång tid och får den att överhettas med ytterligare smältning av isoleringen. Effektbrytaren förhindrar i detta fall negativa konsekvenser genom att stänga av strömtillförseln till kretsen. Senare, när situationen återgår till det normala, kan enheten slås på igen manuellt.

Strömbrytare funktioner

Skyddsanordningar är utformade för att utföra följande grundläggande uppgifter:

• Elektrisk kretsomkoppling (möjligheten att stänga av det skyddade området i händelse av strömavbrott).
• Avaktivera den betrodda kretsen när kortslutningsströmmar visas i den.
• Skydd av linjen mot överbelastning när en överdriven ström passerar genom enheten (detta händer när enhetens totala effekt överstiger det maximalt tillåtna).

Kort sagt, AB: er utför samtidigt skydds- och kontrollfunktioner.

De viktigaste typerna av omkopplare

Det finns tre huvudtyper av AB, som skiljer sig från varandra i design och utformade för att arbeta med massor av olika storlekar:

• Modul. Den fick sitt namn på grund av standardbredden, en multipel på 1,75 cm. Den är designad för små strömmar och installeras i hushållsnätet för ett hus eller en lägenhet. Som regel är det en enpolig eller dubbelpolad brytare.
• Kasta. Det kallas så på grund av den gjutna kroppen. Den tål upp till 1000 Amper och används främst i industriella nätverk.
• Luft. Designad för att arbeta med strömmar upp till 6300 Amperes. Oftast är detta en trepolig maskin, men nu tillverkas enheter av denna typ med fyra poler.

En enfas skyddsbrytare är en strömbrytare som är vanligast i hushållsnätverk. Det kan vara 1- och 2-poligt. I det första fallet är bara fasledaren ansluten till enheten, och i det andra - också noll.

Förutom de listade typerna finns det också restströmsanordningar, betecknade med förkortningen RCD, och differentiella maskiner.

Den första kan inte betraktas som fullfjädrad AB, deras uppgift är inte att skydda kretsen och de enheter som ingår i den, utan att förhindra elektrisk chock när en person berör ett öppet område. Differensbrytaren är en AB och RCD kombinerad i en enhet.

Hur är brytare arrangerade?

Låt oss i detalj överväga strömbrytarens enhet. Maskroppen är tillverkad av dielektriskt material. Den består av två delar som är anslutna med nitar. Om det är nödvändigt att demontera kroppsdelen borras nitarna ut och åtkomst till de inre elementen i brytaren öppnas. Dessa inkluderar:

• Skruvplintarna.
• Flexibla ledare.
• Kontrollhandtag.
• Rörlig och fast kontakt.
• En elektromagnetisk frigöring, som är en solenoid med en kärna.
• Termisk frigöring, som inkluderar en bimetallplatta och en justeringsskruv.
• Gasuttag.
• Arc släckningskammare.

På baksidan är den automatiska säkerhetssäkringen utrustad med en speciell spärr som den är fäst på DIN-skenan.

Den senare är en metallskena med en bredd av 3,5 cm, på vilken modulära anordningar är fästa, liksom vissa typer av elektriska mätare. För att ansluta maskinen till skenan, ska skyddsanordningens kropp lindas över dess övre del och klicka sedan på spärren genom att trycka på den nedre delen av enheten. Du kan ta bort effektbrytaren från DIN-skenan genom att plocka upp spärren från botten.

Den modulära omkopplarens spärr kan vara mycket tät. För att fästa en sådan enhet på en DIN-skena måste du först koppla fast spärren från botten och sätta skyddsanordningen i stället för fästelementet och sedan lossa låselementet.

Du kan göra det enklare - när du fäster spärren trycker du fast på den nedre delen med en skruvmejsel.

Det är klart varför en strömbrytare behövs i videon:

Hur effektbrytaren fungerar

Låt oss nu ta reda på hur nätverksskyddsbrytaren fungerar. Den är ansluten genom att lyfta upp styrhandtaget. För att koppla bort AB från nätverket sänks spaken ner.

När den elektriska skyddsbrytaren arbetar i normalt läge tillförs den elektriska strömmen med reglagehandtaget upp till enheten via strömkabeln ansluten till den övre terminalen. Elektronflödet går till en stationär kontakt och från den till en mobil.

Sedan strömmar strömmen genom den flexibla ledaren till solenoiden för den elektromagnetiska frigöringen. Från den, längs den andra flexibla ledaren, går elektricitet till den bimetalliska plattan, som ingår i den termiska frigöringen. Efter att ha passerat längs plattan går elektronflödet genom den nedre terminalen in i det anslutna nätverket.

Funktioner för den termiska frisättningen

Om strömmen överskrider den krets som brytaren är installerad inträffar en överbelastning. Flödet av högeffektselektroner som passerar genom den bimetalliska plattan har en termisk effekt på den, vilket gör den mjukare och tvingar den att böja sig mot trippelementet. När den senare kommer i kontakt med plattan utlöses maskinen och strömförsörjningen till kretsen stannar. Således hjälper värmeskyddet till att förhindra överdriven upphettning av ledaren, vilket kan leda till smälta av det isolerande skiktet och skada på ledningarna.

Uppvärmningen av bimetallplattan i sådan utsträckning att den böjs och utlöser AB sker under en viss tid. Det beror på hur mycket strömmen överskrider maskinens klassificering och kan ta både några sekunder och en timme.

Den termiska frigöringen utlöses när kretsströmmen överskrider maskinens klassificering med minst 13%. När den bimetalliska plattan har svalnat och strömmen är normaliserad kan skyddsanordningen slås på igen.

Det finns en annan parameter som kan påverka driften av AB under påverkan av en termisk frisättning - det är omgivningstemperaturen.

Om luften i rummet där enheten är installerad har en hög temperatur, kommer plattan att värmas upp till trippgränsen snabbare än vanligt och kan triggas även med en liten ökning av strömmen. Omvänt, om huset är kallt, kommer plattan att värmas upp långsammare, och tiden innan kretsen kopplas ur kommer att öka.

Den termiska frigöringen kräver, som nämnts, en viss tid under vilken kretsströmmen kan återgå till det normala. Då försvinner överbelastningen och enheten stängs inte av. Om storleken på den elektriska strömmen inte minskar stänger maskinen av kretsen, vilket förhindrar att isoleringsskiktet smälter och förhindrar att kabeln brinner.

Överbelastningen orsakas oftast av att enheter inkluderas i kretsen, vars totala effekt överstiger den beräknade för en viss linje.

Nyanser av elektromagnetiskt skydd

Den elektromagnetiska frigöringen är utformad för att skydda nätverket från kortslutningar och skiljer sig från det termiska när det gäller driftsprincipen. Under verkan av kortslutningsströmmar uppträder ett kraftfullt magnetfält i magnetventilen. Den skjuter spolkärnan åt sidan som öppnar skyddskontaktens kraftkontakter och verkar på frigöringsmekanismen. Strömförsörjningen till linjen avbryts, vilket eliminerar risken för brand i ledningarna, liksom förstörelse av den stängda installationen och effektbrytaren.

Eftersom i händelse av en kortslutning i kretsen inträffar en omedelbar ökning av strömmen till ett värde som kan leda till allvarliga konsekvenser på kort tid, sker maskinens drift under påverkan av en elektromagnetisk frigöring på hundratals sekund. Det är sant att i detta fall måste strömmen överstiga den nominella AB med tre eller fler gånger.

Tydligt om effektbrytarna i videon:

Bogbåge

När kontakterna i kretsen genom vilken den elektriska strömmen strömmar öppnar uppstår en elektrisk båge mellan dem, vars effekt är direkt proportionell mot nätströmmen. Det har en förstörande effekt på kontakterna, för att skydda dem ingår därför en ljusbåge i anordningen, som är en uppsättning plattor installerade parallellt med varandra.

Vid kontakt med plattorna är bågen fragmenterad, vilket resulterar i att dess temperatur sjunker och dämpningen sker. Gaserna som alstras under ljusbågens utseende tas bort genom ett speciellt hål från skyddsanordningens kropp.

Slutsats

I den här artikeln pratade vi om vad brytare är, vad dessa enheter är och hur de fungerar. Slutligen, låt oss säga att effektbrytare inte är konstruerade för att installeras i nätverket som konventionella switchar. Sådan användning kommer snabbt att leda till förstörelse av enhetens kontakter.