サーキットブレーカー
サーキットブレーカーの仕組み
自動スイッチ（スイッチ、ブレーカー）は、通常モードでは回路電流を流し、緊急モード（短絡電流、過負荷電流、電圧の低下または消失、方向の変更）から電気ネットワークと機器を自動的に保護するように設計された電気スイッチングデバイスです。電流、緊急時の強力な発電機の磁場の出現など）、また公称電流のまれな整流（1 日 6 ～ 30 回）にも適用されます。
これらのデバイスは、そのシンプルさ、利便性、メンテナンスの安全性、短絡電流に対する保護の信頼性により、低電力および高電力の電気設備で広く使用されています。
サーキットブレーカーは手動の開閉装置ですが、多くのタイプは電磁駆動または電気モーター駆動を備えており、遠隔操作が可能です。
動作原理
通常、機械は手動で (ドライブまたはリモコンによって) オフにされますが、通常の動作に違反した場合 (過電流または電圧低下の発生)、自動的にオフになります。この場合、各マシンには過電圧リリースが付属しており、一部のタイプには不足電圧リリースも付属しています。
実行される保護機能に応じて、回路ブレーカーは過電流、不足電圧、逆電力の自動機械に分類されます。
サーキットブレーカーは、設定された制限を超える短絡電流や過負荷電流が発生した場合に電気回路を自動的に開くために使用されます。スイッチとヒューズを交換することで、異常な状況下でより信頼性の高い選択的な保護を提供します。
環境条件が通常とは異なる場合（空気の湿度が 85% を超え、有害な蒸気の不純物が含まれている場合）、サーキットブレーカーは、防塵性と耐薬品性を備えた構造のボックスやキャビネットに設置する必要があります。
分類
サーキットブレーカーは次のように細分されます。
- 設置用サーキットブレーカーは保護絶縁 (プラスチック) ケースを備えており、公共の場所に設置できます。
- ユニバーサル - そのようなケースはなく、配布デバイスへのインストールを目的としています。
- 迅速に動作します（自身の反応時間は 5 ミリ秒を超えません）。
- 遅い (10 ～ 100 ミリ秒)。
速度は、動作原理そのもの (分極電磁原理または誘導動的原理など)、および電気アークの急速消弧の条件によって決まります。同様の原理が電流制限機でも使用されます。
- 短絡電流の領域で選択的に調整可能な応答時間。
- 保護された回路内の電流の方向が変化した場合にのみ作動する逆電流付きサーキットブレーカー。
- 有極自動機械は、電流が順方向に上昇する場合にのみ回路をオフにし、無極性 - 電流のどの方向でも同様です。
デザイン
機械の設計特性と動作原理は、その目的と範囲によって決まります。
機械のオンとオフの切り替えは、電気モーターまたは電磁駆動を使用して手動で行うことができます。
手動ドライブは最大 1000 A の定格電流に使用され、閉ハンドルの移動速度に関係なく、保証された最終スイッチング容量を提供します (オペレータはスイッチング操作を開始から終了まで決定的に実行する必要があります)。
電磁モータードライブと電気モータードライブは電圧源によって電力を供給されます。ドライブの制御回路には、反復的な短絡に対する保護が必要ですが、制限短絡電流まで機械をオンにするプロセスは、公称の 85 ～ 110% の供給電圧で停止する必要があります。
過負荷および短絡電流が発生した場合、制御ハンドルが閉位置に保持されているかどうかに関係なく、回路ブレーカーが作動します。
機械の重要な部分はリリースです。リリースは、保護された回路の設定パラメータを制御し、回路ブレーカーをトリップするトリップ装置に作用します。さらに、このリリースではマシンのリモート シャットダウンが可能になります。最も一般的なエディションは次のタイプです。
- 短絡電流に対する保護のための電磁。
- 過負荷保護のためのサーマル。
- 組み合わせた;
- 応答パラメータの安定性が高く、チューニングが容易な半導体です。
リリースのないサーキットブレーカーは、電流のない回路のスイッチング、または定格電流のまれなスイッチングに使用できます。
業界が製造する一連のサーキットブレーカーは、さまざまな気候帯で使用され、さまざまな作業条件の場所に設置され、環境の機械的ストレスや爆発性の点で異なる条件で動作するように設計されています。 接触や外部の影響に対する保護の程度.
特定の種類のデバイス、その標準バージョン、標準サイズに関する情報は、規格文書および技術文書に記載されています。原則として、そのような文書は工場の技術条件 (TU) です。場合によっては、複数の企業によって広く使用され、生産されている製品を統一するために、文書のレベルを上げることもあります (場合によっては、州基準のレベル）。
サーキットブレーカーは次の主要コンポーネントで構成されます。
- 連絡システム。
- アーク消火システム。
- 解放する;
- 制御機構。
- フリーリリース機構。
接点システムは、ハウジングに固定された固定接点と、制御機構のレバーの半軸にヒンジで取り付けられた可動接点で構成され、通常は単一の回路遮断を提供します。
アーク消火装置はサーキットブレーカーの各極に設置されており、限られた体積内で電気アークを局所的に発生させるように設計されています。脱イオン鋼板のグリッドを備えたアークチャンバーです。ファイバープレートの形のスパークアレスターも提供できます。
フリー リリース メカニズムは、自動操作と手動操作の両方で接触システムのリリースと非アクティブ化を提供するヒンジ付き 3 リンクまたは 4 リンク メカニズムです。
アーマチュア電磁石である電磁過電流リリースは、電流設定を超える短絡電流が発生した場合に回路ブレーカーを自動的にトリップします。油圧遅延装置を備えた電磁電流リリースには、過負荷電流から保護するために逆の時間遅延があります。
熱過負荷を軽減するのはサーモバイメタルプレートです。過負荷電流が流れると、このプレートの変形と力によって回路ブレーカーが自動的にトリップします。電流が増加すると遅延は減少します。
半導体トリップユニットは、測定要素、半導体リレーのブロック、および機械のフリーリリース機構に作用する出力電磁石で構成されています。測定素子として変流器 (AC) または磁気チョーク付きアンプ (DC) が使用されます。
半導体電流リリースにより、次のパラメータを調整できます。
- 定格放電電流。
- 短絡電流（遮断電流）の領域での動作電流の設定;
- 輻輳ゾーンでの応答時間の設定。
- 短絡電流の領域での応答時間設定 (選択スイッチの場合)。
多くの回路ブレーカーは、過負荷電流から保護するために熱素子を使用し、時間遅延 (中断) なく短絡電流から保護するために電磁素子を使用する組み合わせリリースを使用しています。
サーキット ブレーカーには、サーキット ブレーカーに組み込まれるか、外部に取り付けられる追加のアセンブリもあります。それらは、独立、ゼロおよび低電圧、自由および補助接点、手動および電磁リモートドライブ、自動シャットダウン信号、回路ブレーカーを「オフ」位置にロックするための装置にすることができます。
シャントトリップは、外部電圧源によって電力を供給される電磁石です。サブリリースとゼロリリースは、時間遅延ありまたは時間遅延なしで行うことができます。シャントまたは不足電圧リリースを使用すると、マシンをリモートでシャットダウンできます。
操作条件
スイッチには、接触や外部の影響に対するさまざまな保護等級 (IPOO、IP20、IP30、IP54) を備えたバージョンが用意されています。この場合、外部配線を接続する端子の保護度がスイッチハウジングの保護度よりも低くなる場合がある。
スイッチは 5 つの気候バージョンと 5 つの配置カテゴリで製造されており、文字 U、UHL、T、M、OM と数字 1、2、3、4、5 でコード化されています。
スイッチは、次の条件下での連続動作用に設計されています。
- 高度 1000 m 以下の場所に設置してください (AP50 および AE1000 シリーズのスイッチは海抜 2000 m 以下の高度に設置してください)。
- 周囲温度 - 40 (結露および霜なし) ～ + 40 °C (AE1000 シリーズ スイッチの場合 - +5 ～ + 40 °C)。
- 環境の相対湿度は20℃で90％以下、40℃で50％以下。
- 環境 - 非爆発性で、サーキットブレーカーの動作を妨害する量の塵埃（導電性を含む）、および金属や絶縁体を破壊する濃度の腐食性ガスや蒸気を含まないこと。
- スイッチの設置場所 - 水、油、乳化物などから保護されていること。
- 太陽や放射線への直接曝露がないこと。
- 鋭い衝撃（打撃）や強い揺れがないこと。スイッチの取り付けポイントの振動は、周波数 100 Hz まで、加速度 0.7 g 以下が許容されます。
外部環境の機械的要因の影響に関する電気製品の動作条件のグループは、GOST 17516.1-90 によって決定されます。カタログデータによると、サーキットブレーカーはグループ M1、M2、MZ、M4、Mb、M9、M19、M25 で動作するように設計されています。
安全性の観点から、サーキットブレーカーは GOST 12.2.007.0-75 および GOST 12.2.007.6-75、「電気設備に関する規則」の要件に準拠し、「設備の技術的運用に関する規則」によって定められた動作条件を保証します。ユーザーによる「および」ユーザーによる電気設備の操作に関する安全規則 «、12.21.94 に州エネルギー監督局によって承認 漏れ電流に対する保護に関して、サーキットブレーカーは GOST 12.1 の要件を満たしています。 038-82。
非作業作業（作業休憩中の保管および輸送）は、GOST 15543-70 および GOST 15150-69 に準拠しています。
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