Elektrik şebekelerinde devre kesici çeşitleri ve çeşitleri nelerdir?

Bu anahtarlama cihazlarının diğer tüm benzer cihazlardan temel farkı, karmaşık yetenek kombinasyonlarıdır:

1. güçlü elektrik akımlarının kontakları aracılığıyla güvenilir bir şekilde iletilmesi nedeniyle sistemdeki nominal yükü uzun süre korumak;

2. güç kaynağının bağlantısını hızla keserek operasyonel ekipmanı elektrik devresinde kazara hasar görmekten korumak.

Normal ekipman çalışma koşullarında operatör, aşağıdakileri sağlayarak yükü devre kesicilerle manuel olarak değiştirebilir:

• farklı güç şemaları;

• ağ yapılandırmasını değiştirin;

• ekipmanın kullanımdan kaldırılması.

Elektrik sistemlerinde acil durumlar ani ve kendiliğinden oluşur. Bir kişi, görünüşüne hızlı bir şekilde tepki veremez ve onları ortadan kaldırmak için önlemler alamaz. Bu işlev, devre kesicide yerleşik olan otomatik cihazlara atanır.

Elektrikte, elektrik sistemlerinin akım türüne göre bölünmesi kabul edilir:

• kalıcı;

• alternatif sinüzoidal.

Ek olarak, aşağıdakiler için voltajın büyüklüğüne göre bir ekipman sınıflandırması vardır:

• düşük voltaj - bin volttan az;

• yüksek voltaj - diğer her şey.

Bu sistemlerin her türü için, tekrarlı çalışmaya göre tasarlanmış kendi devre kesicileri oluşturulmuştur.

alternatif akım devreleri

Bu anahtar kategorisi, modern üreticiler tarafından üretilen çok çeşitli modellere sahiptir. Şebeke gerilimi ve akım yüküne göre sınıflandırılır.

1000 volta kadar elektrikli ekipman

İletilen elektriğin gücüne göre, alternatif akım devrelerindeki otomatik anahtarlar geleneksel olarak aşağıdakilere ayrılır:

1. modüler;

2. kalıplanmış bir durumda;

3. güç havası.

modüler tasarımlar

Genişliği 17,5 mm'nin katları olan küçük standart modüller biçimindeki özel tasarım, bir Din rayına montaj olasılığı ile adlarını ve tasarımlarını belirler.

Bu devre kesicilerden birinin iç yapısı fotoğrafta gösterilmiştir. Gövdesi, tamamen ortadan kaldıran dayanıklı bir dielektrik malzemeden yapılmıştır. bir kişiye elektrik çarpması.

Besleme ve çıkış kabloları sırasıyla üst ve alt terminal bloğuna bağlanır. Anahtar durumunun manuel kontrolü için iki sabit konuma sahip bir kol takılır:

• üstteki, kapalı bir güç kaynağı kontağı üzerinden akım sağlamak için tasarlanmıştır;

• aşağıda — güç devresinde bir kesinti sağlar.

Bu makinelerin her biri belirli bir değerde sürekli çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Anma akımı (Yin). Yük büyürse, güç kontağı kesilir. Bu amaçla kutunun içine iki tür koruma yerleştirilmiştir:

1. termal yayın;

2. akım kesintisi.

Çalışma prensibi, koruma çalışma süresinin yüke veya içinden geçen arıza akımına bağlılığını ifade eden zaman akımı karakteristiğini açıklamayı mümkün kılar.

Fotoğrafta gösterilen grafik, limit çalışma bölgesi nominal akımın 5 ÷ 10 katında seçildiğinde belirli bir devre kesici için verilmiştir.

İlk aşırı yük durumunda, termal salınım bimetalik levha, artan bir akımla kademeli olarak ısınır, bükülür ve kapatma mekanizması üzerinde hemen değil, bir süre gecikmeyle hareket eder.

Böylece, kullanıcıların kısa süreli bağlantısıyla ilişkili küçük aşırı yüklerin kendi kendini kaldırmasına ve gereksiz kapatmaları ortadan kaldırmasına izin verir. Yük, kablolama ve yalıtımın kritik ısınmasını sağlıyorsa, güç kontağı kesilir.

Korunan devrede, enerjisiyle ekipmanı yakabilecek bir acil durum akımı oluştuğunda, bir elektromanyetik bobin devreye girer. Oluşan yük artışı nedeniyle bir dürtü ile, saha dışı modunu anında durdurmak için çekirdeği açma mekanizmasına atar.

Grafik, kısa devre akımları ne kadar yüksek olursa, elektromanyetik salınım tarafından o kadar hızlı tetiklendiklerini göstermektedir.

Ev tipi otomatik buhar koruyucu aynı prensipte çalışır.

Büyük akımlar kesildiğinde, enerjisi kontakları yakabilen bir elektrik arkı oluşur. Etkisini ortadan kaldırmak için devre kesicilerde ark deşarjını küçük akımlara bölen ve soğutma nedeniyle söndüren bir ark söndürme odası kullanılır.

Modüler yapıların çoklu kesikleri

Manyetik açmalar, başladıklarında farklı geçişler oluşturdukları için belirli yüklerle çalışacak şekilde ayarlanmış ve eşleştirilmiştir. Örneğin, çeşitli aydınlatma armatürlerini açarken, filamanın değişen direnci nedeniyle kısa süreli ani akım, nominal değerin üç katına yaklaşabilir.

Bu nedenle, apartman prizleri ve aydınlatma devreleri grubu için, "B" tipinin geçerli zaman özelliğine sahip otomatik anahtarların seçilmesi gelenekseldir. Bu 3 ÷ 5 inç.

Endüksiyon motorları, tahrik edilen bir rotoru döndürürken daha büyük aşırı yük akımlarına neden olur. Onlar için, "C" veya - 5 ÷ 10 In karakteristiğine sahip makineleri seçin. Zaman ve akımda yaratılan rezerv nedeniyle, motorun dönmesine izin verirler ve gereksiz kapatmalar olmaksızın çalışma moduna girmeleri garanti edilir.

Endüstriyel üretimde, metal kesme makinelerinde ve mekanizmalarında, daha fazla aşırı yük oluşturan motorlara bağlı yüklü sürücüler bulunur. Bu amaçlar için, 10 ÷ 20 In dereceli «D» karakteristiğine sahip otomatik anahtarlar kullanılır. Aktif endüktif yüklere sahip devrelerde çalışırken kendilerini kanıtlamışlardır.

Ek olarak, makinelerin özel amaçlar için kullanılan üç standart zaman-akım karakteristiği türü daha vardır:

1. "A" - aktif yük ile uzun kablolama veya 2 ÷ 3 In değerinde yarı iletken cihazların korunması için;

2. "K" — ifade edilen endüktif yükler için;

3. «Z» — elektronik cihazlar için.

Farklı üreticilerin teknik belgelerinde, son iki tip için sınır değer biraz farklı olabilir.

Kalıplı kutu devre kesiciler

Bu sınıftaki cihazlar, modüler tasarımlardan daha yüksek akımları anahtarlayabilir. Yükleri 3,2 kiloampere kadar değerlere ulaşabilir.

Modüler yapılarla aynı prensiplere göre üretilirler, ancak artan yükü iletmek için artan gereksinimleri dikkate alarak, onlara nispeten küçük boyutlar ve yüksek teknik kalite vermeye çalışırlar.

Bu makineler endüstriyel tesislerde güvenli çalışma için tasarlanmıştır. Nominal akımın değerine göre, 250, 1000 ve 3200 ampere kadar yükleri değiştirebilen şartlı olarak üç gruba ayrılırlar.

Gövdelerinin yapısal tasarımı: üç veya dört kutuplu modeller.

Güç hava anahtarları

Endüstriyel tesislerde çalışırlar ve 6,3 kiloampere kadar çok ağır akımlara dayanırlar.

Alçak gerilim cihazlarının anahtarlanması için en karmaşık cihazlardır.Yüksek güç dağıtım sistemleri için giriş ve çıkış cihazları olarak elektrik sistemlerinin çalıştırılması ve korunması için ve jeneratörler, transformatörler, kapasitörler veya güçlü elektrik motorlarının bağlanması için kullanılırlar.

Fotoğrafta iç yapılarının şematik bir temsili gösterilmektedir.

Burada artık besleme kontağının çifte ayırması kullanılmaktadır ve ayırmanın her iki tarafına ızgaralı ark söndürme odaları yerleştirilmiştir.

Çalışma algoritması kapatma bobinini, kapatma yayını, yay yükünün motor tahrikini ve otomasyon elemanlarını içerir. Akım yüklerini izlemek için koruyucu ve ölçüm bobinli bir akım trafosu entegre edilmiştir.

1000 voltun üzerindeki elektrikli ekipmanlar

Yüksek voltaj ekipmanı için devre kesiciler çok karmaşık teknik cihazlardır ve kesinlikle her voltaj sınıfı için ayrı ayrı yapılır. Yaygın olarak kullanılırlar trafo merkezlerinin.

Onlara gereklilikler uygulanır:

• yüksek güvenilirlik;

• güvenlik;

• üretkenlik;

• kullanım kolaylığı;

• çalışma sırasında göreceli sessizlik;

• optimum fiyat.

Kırılan yükler yüksek gerilim devre kesiciler çok güçlü bir arkın eşlik ettiği acil durdurma durumunda. Söndürmek için özel bir ortamda devreyi kesmek de dahil olmak üzere çeşitli yöntemler kullanılır.

Bu anahtar şunları içerir:

• iletişim sistemi;

• ark söndürme cihazı;

• canlı parçalar;

• yalıtımlı muhafaza;

• sürüş mekanizması.

Bu anahtarlama cihazlarından biri fotoğrafta gösterilmektedir.

Devrenin bu tür yapılarda yüksek kalitede çalışması için çalışma voltajına ek olarak şunları göz önünde bulundurun:

• açık durumda güvenilir iletimi için yük akımının nominal değeri;

• eff'de maksimum kısa devre akımı. kapatma mekanizmasının dayanabileceği değer;

• devre arızası anında periyodik olmayan akımın kabul edilebilir bileşeni;

• otomatik tekrar kapama yetenekleri ve iki AR döngüsü.

Açma sırasında arkı söndürme yöntemlerine göre anahtarlar şu şekilde sınıflandırılır:

• tereyağı;

• vakum;

• hava;

• SF6 gazı;

• otogaz;

• elektromanyetik;

• otopnömatik.

Güvenilir ve rahat çalışma için, bir veya daha fazla enerji türünü veya bunların kombinasyonlarını kullanabilen bir tahrik mekanizması ile donatılmıştır:

• yükseltilmiş yay;

• kaldırılan yük;

• basınçlı hava basıncı;

• solenoidden gelen elektromanyetik darbe.

Kullanım koşullarına bağlı olarak, bir ila 750 kilovolt dahil voltajlarda çalışabilme özelliği ile oluşturulabilirler. Doğal olarak, farklı bir tasarıma sahipler. boyutlar, otomatik ve uzaktan kontrol yetenekleri, güvenli çalışma için koruma ayarları.

Bu tür devre kesicilerin yardımcı sistemleri çok karmaşık kollara ayrılmış bir yapıya sahip olabilir ve özel teknik binalarda ek panolara yerleştirilebilir.

doğru akım devreleri

Bu ağlarda ayrıca farklı yeteneklere sahip çok sayıda anahtar bulunur.

1000 volta kadar elektrikli ekipman

Modern DIN rayına monte edilebilir modüler cihazlar burada büyük ölçüde sunulmaktadır.

Bu tip eski makine sınıflarını başarıyla tamamlarlar. AP-50, AE ve benzeri panoların duvarlarına vidalı bağlantılar ile sabitlenmektedir.

DC modüler tasarımlar, AC muadilleriyle aynı yapıya ve çalışma prensibine sahiptir. Bir veya birkaç ünite tarafından gerçekleştirilebilirler ve yüke göre seçilirler.

1000 voltun üzerindeki elektrikli ekipmanlar

Yüksek gerilim DC devre kesiciler elektroliz tesislerinde, metalurji sanayi tesislerinde, demiryolu ve şehir içi elektrikli ulaşım ve enerji santrallerinde kullanılmaktadır.

Bu tür cihazların çalışması için temel teknik gereksinimler, alternatif akım muadillerine karşılık gelir.

Hibrit devre kesici

İsveç-İsviçre şirketi ABB'den bilim adamları, cihazında iki güç yapısını birleştiren yüksek voltajlı bir DC devre kesici geliştirmeyi başardılar:

1.SF6 gazı;

2. vakum.

Hibrit (HVDC) olarak adlandırılır ve aynı anda iki ortamda sıralı ark söndürme teknolojisini kullanır: kükürt hekzaflorür ve vakum. Bu amaçla aşağıdaki cihaz monte edilir.

Hibrit vakumlu devre kesicinin üst barasına gerilim uygulanır ve SF6 devre kesicinin alt barasından çıkarılır.

İki anahtarlama cihazının güç kaynakları seri olarak bağlanır ve ayrı sürücüleri tarafından kontrol edilir. Eşzamanlı çalışabilmeleri için, komutları optik bir kanal aracılığıyla bağımsız olarak çalışan bir kontrol mekanizmasına ileten senkronize bir koordinat operasyon kontrol cihazı oluşturuldu.

Yüksek hassasiyetli teknolojilerin kullanımı sayesinde tasarımcılar, iki sürücünün sürücülerinin eylemlerinin koordinasyonunu bir mikrosaniyeden daha kısa bir zaman aralığına sığdırmayı başardılar.

Devre kesici, bir tekrarlayıcı aracılığıyla güç hattına yerleştirilmiş bir röle koruma ünitesi tarafından kontrol edilir.

Hibrit devre kesici, birleşik özelliklerinden yararlanarak kompozit SF6 ve vakum yapılarının verimliliğini önemli ölçüde artırmayı mümkün kıldı. Aynı zamanda, diğer analoglara göre avantajların farkına varmak mümkün oldu:

1. kısa devre akımlarını yüksek voltajda güvenilir bir şekilde kapatma yeteneği;

2. güç elemanlarının anahtarlanmasını gerçekleştirmek için küçük çabaların olasılığı, bu da ekipmanın boyutlarını ve buna bağlı olarak fiyatını önemli ölçüde azaltmayı mümkün kıldı;

3. ayrı bir devre kesicinin parçası olarak çalışan yapılar veya bir trafo merkezinin kompakt cihazları oluşturmak için farklı standartları karşılamanın mevcudiyeti;

4.iyileşme sırasında hızla artan stresin etkilerini ortadan kaldırma yeteneği;

5. 145 kilovolt ve üzeri gerilimlerle çalışmak için temel bir modül oluşturabilme.

Tasarımın ayırt edici bir özelliği, başka bir tasarıma sahip güç cihazlarıyla yapılması neredeyse imkansız olan bir elektrik devresini 5 milisaniyede kesebilmesidir.

Hibrit devre kesici, MIT (Massachusetts Institute of Technology) Technology Review tarafından yılın ilk on gelişmesi arasında gösterildi.

Diğer elektrikli ekipman üreticileri de benzer araştırmalar yapmaktadır. Ayrıca belirli sonuçlara da ulaştılar. Ama ABB bu konuda onlardan önde. Yönetimi, AC iletiminin ağır kayıplara neden olduğuna inanıyor. Bunlar, doğrudan voltaj yüksek voltaj devreleri kullanılarak büyük ölçüde azaltılabilir.