電気ネットワークのサーキットブレーカーの種類と種類は何ですか

これらのスイッチング デバイスと他の同様のデバイスの主な違いは、機能の複雑な組み合わせです。

1. 接点を介した強力な電流の信頼性の高い伝達により、システム内の公称負荷を長期間維持します。

2. 電源をすぐに切断して、動作中の機器を電気回路の偶発的な損傷から保護します。

通常の機器の動作条件では、オペレータはサーキット ブレーカーを使用して負荷を手動で切り替えることができ、次のことが可能になります。

• 異なる電源方式。

• ネットワーク構成を変更する。

• 機器を運用から外すこと。

電気システムの緊急事態は即時かつ自然発生的に発生します。人は自分の外見にすぐに反応して、それを排除するための措置を講じることができません。この機能は遮断器に組み込まれた自動装置に割り当てられます。

電気では、電流の種類による電気システムの分割が認められています。

• 永続;

• 交互の正弦波。

さらに、次のような電圧の大きさに応じた機器の分類があります。

• 低電圧 - 1,000 ボルト未満。

• 高電圧、その他すべて。

これらのシステムのすべてのタイプに対して、繰り返し動作するように設計された独自の回路ブレーカーが作成されています。

交流回路

このカテゴリのキーには、最新のメーカーが製造する膨大な種類のモデルがあります。主電源電圧と電流負荷によって分類されます。

1000ボルトまでの電気機器

送電電力に応じて、交流回路の自動スイッチは従来、次のように分類されます。

1.モジュール式。

2. 成型ケース入り。

3.パワーエア。

モジュール設計

幅 17.5 mm の倍数の小型標準モジュールの形式の特定の設計は、Din レールに取り付けられる可能性を備えたその名前と設計を決定します。

これらのサーキットブレーカーの 1 つの内部構造を写真に示します。本体は完全に耐久性のある誘電体素材で作られており、 人に感電させる.

供給線と出力線はそれぞれ上部と下部の端子台に接続されます。スイッチ状態を手動で制御するために、2 つの固定位置を持つレバーが取り付けられています。

• 上部は、閉じた電源接点を通じて電流を供給するように設計されています。

• 以下 - 電源回路の遮断を提供します。

これらのマシンはそれぞれ、特定の値で連続稼働するように設計されています。 定格電流 （陰）。負荷が大きくなると電源接点が断線します。この目的のために、ボックス内には 2 種類の保護が配置されています。

1. 熱放出。

2. 電流遮断。

それらの動作原理により、負荷または負荷を通過する故障電流に対する保護動作時間の依存性を表す時間電流特性を説明することができます。

写真に示されているグラフは、制限動作ゾーンが定格電流の 5 ÷ 10 倍に選択されている場合の、1 つの特定のサーキット ブレーカーについて示されています。

初期過負荷の場合、熱放出 バイメタルプレート、電流が増加すると、徐々に加熱され、曲がり、すぐにはではなく、ある程度の時間遅れを持ってシャットダウンメカニズムに作用します。

したがって、ユーザーの短期間の接続に関連する小さな過負荷が自動的に削除され、不必要なシャットダウンが排除されます。負荷によって配線と絶縁が重大な加熱を受けると、電源接点が破損します。

保護された回路に緊急電流が発生し、そのエネルギーで機器が焼損する可能性があり、電磁コイルが作動します。発生した負荷の増加により、衝動的にコアをトリップ機構に投入し、場外モードを即座に停止します。

グラフは、短絡電流が大きいほど、電磁リリースによって短絡電流がより早くトリップされることを示しています。

家庭用の自動スチームプロテクターも同じ原理で動作します。

大電流が遮断されるとアークが発生し、そのエネルギーによって接点が焼損する可能性があります。その影響を排除するために、サーキットブレーカーにはアーク放電を小さな流れに分割し、冷却によってアークを消すアーク消弧室が使用されています。

モジュール構造の複数のカットアウト

磁気トリップは、開始時に異なる過渡状態を引き起こすため、特定の負荷で動作するように調整および調整されます。たとえば、さまざまな照明器具のスイッチを入れると、フィラメントの抵抗変化による短期間の突入電流が公称値の 3 倍に近づく可能性があります。

したがって、アパートや照明回路のソケットのグループには、«B»タイプの電流時間特性を持つ自動スイッチを選択するのが通例です。つまり、3 ÷ 5 インチです。

誘導モーターでは、被駆動ローターを回転させると、より大きな過負荷電流が発生します。彼らには、特性«C»または—5 ÷ 10 Inを持つマシンを選択してください。作成された時間と電流の予備により、モーターの回転が可能になり、不必要なシャットダウンを行わずに動作モードに入ることが保証されます。

工業生産では、金属切断機や機構上で、モーターに接続された負荷の高いドライブが使用され、過負荷がさらに増大します。このような目的には、定格10 ÷ 20 Inの特性«D»の自動スイッチが使用されます。能動誘導負荷を備えた回路で動作する場合に、その効果が実証されています。

さらに、マシンには特別な目的に使用されるさらに 3 種類の標準時間電流特性があります。

1. 「A」 — 能動負荷または値が 2 ÷ 3 In の半導体デバイスの保護を伴う長い配線の場合。

2. 「K」 — 誘導負荷を表します。

3. «Z» — 電子機器の場合。

異なるメーカーの技術文書では、最後の 2 つのタイプの制限値が若干異なる場合があります。

モールドボックスサーキットブレーカー

このクラスのデバイスは、モジュール式設計よりも高い電流をスイッチングできます。それらの負荷は最大3.2キロアンペアの値に達する可能性があります。

それらはモジュール構造と同じ原理に従って製造されますが、増加した荷重を伝達するための要件の増加を考慮して、比較的小さな寸法と高い技術的品質を与えるように努めています。

これらの機械は産業施設で安全に動作できるように設計されています。公称電流の値に応じて、最大 250、1000、および 3200 アンペアの負荷を切り替える能力を備えた 3 つのグループに条件付きで分類されます。

本体の構造設計：3極または4極モデル。

パワーエアスイッチ

これらは産業施設で動作し、最大 6.3 キロアンペアの非常に大電流に耐えます。

これらは、低電圧デバイスをスイッチングするための最も複雑なデバイスであり、高電力配電システムの入出力デバイスとして、また、発電機、変圧器、コンデンサ、または強力な電気モーターを接続するために、電気システムの操作および保護に使用されます。

内部構造の模式図を写真に示します。

ここでは現在、供給接点の二重切断が使用されており、グリッド付きの消弧室が切断の両側に設置されています。

動作アルゴリズムには、閉鎖コイル、閉鎖スプリング、スプリングチャージのモーター駆動、および自動化要素が含まれます。電流負荷を監視するために、保護コイルと測定コイルを備えた変流器が統合されています。

1000ボルトを超える電気機器

高電圧機器用のサーキットブレーカーは非常に複雑な技術デバイスであり、電圧クラスごとに厳密に個別に製造されています。それらは一般的に使用されています 変電所の.

それらには次のような要件が課されます。

• 高信頼性;

• 安全;

• 生産性。

• 使いやすさ;

• 動作中の比較的静かな音。

• 最適な価格。

壊れる荷物 高圧サーキットブレーカー 非常に強いアークを伴う緊急停止の場合。特殊な環境で回路を遮断するなど、さまざまな方法で消火します。

このスイッチには次のものが含まれます。

• 連絡システム。

• アーク消火装置。

• 充電部。

• 絶縁ハウジング。

• 駆動機構。

これらのスイッチング デバイスの 1 つが写真に示されています。

このような構造で回路を高品質に動作させるには、動作電圧に加えて、次の点を考慮してください。

• オン状態での信頼性の高い伝送のための負荷電流の公称値。

• eff での最大短絡電流。シャットダウン機構が耐えられる値。

• 回路故障時の非周期電流の許容成分。

• 自動再クローズ機能と 2 つの AR サイクル。

トリップ時のアークの消弧方法に応じて、スイッチは次のように分類されます。

• バター;

• 真空;

• 空気;

• SF6ガス;

• オートガス;

• 電磁;

• 自動空気式。

信頼性が高く便利な操作を実現するために、1 つまたは複数の種類のエネルギー、またはそれらの組み合わせを使用できる駆動機構が装備されています。

• 上げられたスプリング。

• 吊り荷;

• 圧縮空気の圧力。

• ソレノイドからの電磁パルス。

使用条件に応じて、1 ～ 750 キロボルトの電圧で動作する機能を備えた製品を作成できます。当然ながらデザインも異なります。寸法、自動およびリモート制御機能、安全な操作のための保護設定。

このようなサーキットブレーカーの補助システムは、非常に複雑な分岐構造を持ち、特殊な技術建物の追加パネルに配置される場合があります。

直流回路

これらのネットワークには、さまざまな機能を備えた膨大な数のスイッチもあります。

1000ボルトまでの電気機器

ここでは、最新の DIN レール取り付け可能なモジュラー デバイスを大量に紹介します。

これらは、このタイプの古いマシンのクラスをうまく補完します。 AP-50、AEなどはネジ接続でパネルの壁に固定されていました。

DC モジュール設計は、AC モジュール設計と同じ構造と動作原理を備えています。これらは 1 つまたは複数のユニットで実行でき、負荷に応じて選択されます。

1000ボルトを超える電気機器

高電圧 DC サーキットブレーカーは、電解プラント、冶金産業施設、鉄道、都市電化輸送および発電所で使用されます。

このようなデバイスの動作に関する主な技術要件は、交流の対応物に対応しています。

ハイブリッドサーキットブレーカー

スウェーデンとスイスの企業 ABB の科学者は、デバイス内で 2 つの電源構造を組み合わせた高電圧 DC サーキットブレーカーの開発に成功しました。

1.SF6ガス;

2.真空。

これはハイブリッド (HVDC) と呼ばれ、六フッ化硫黄と真空という 2 つの媒体で同時にアークを連続的に消弧する技術を使用します。この目的のために、次の装置が組み立てられます。

電圧はハイブリッド真空サーキット ブレーカーの上部母線に印加され、SF6 サーキット ブレーカーの下部母線から除去されます。

2 つのスイッチング デバイスの電源は直列に接続され、個別のドライブによって制御されます。これらを同時に動作させるために、光チャネルを介して独立して電力供給される制御機構にコマンドを送信する、同期座標動作制御デバイスが作成されました。

高精度テクノロジーの使用により、設計者は 2 つのドライブの動作を 1 マイクロ秒未満の時間間隔で調整することができました。

サーキットブレーカーは、リピータを介して電力線に組み込まれたリレー保護ユニットによって制御されます。

ハイブリッドサーキットブレーカーは、複合SF6構造と真空構造の複合特性を活用することで効率を大幅に向上させることを可能にしました。同時に、他の類似品に比べて次のような利点があることも認識できました。

1. 高電圧での短絡電流を確実にオフにする機能。

2. パワー要素のスイッチングを実行するための小さな努力の可能性。これにより、装置の寸法を大幅に削減でき、それに応じて装置の価格も下げることができます。

3. 1 つの変電所の別個のサーキットブレーカーまたはコンパクトなデバイスの一部として機能する構造を作成するためのさまざまな基準を満たすことができるかどうか。

4.回復中に急速に増大するストレスの影響を排除する能力。

5. 最大 145 キロボルト以上の電圧で動作するための基本モジュールを形成する機能。

この設計の際立った特徴は、電気回路を 5 ミリ秒で遮断できることですが、これは他の設計のパワーデバイスではほぼ不可能です。

ハイブリッドサーキットブレーカーは、MIT (マサチューセッツ工科大学) Technology Review によって、今年の開発トップ 10 にランクされました。

他の電気機器メーカーも同様の研究を行っています。彼らは一定の成果も達成した。しかし、この点ではABBが先を行っている。同社の経営陣は、交流送電が多大な損失を引き起こしていると考えている。これらは直流高電圧回路を使用することで大幅に削減できます。