Comutatoare - scop, tipuri, dispozitiv, principiu de funcționare

Comutatoarele cu cuțit sunt cele mai simple dispozitive de control manual care sunt utilizate în circuitele de curent alternativ la tensiuni de până la 660 V și curent continuu la tensiuni de până la 440 V.

Întrerupătoarele cu cuțit și întrerupătoarele pentru curenți de la 100 la 1000 A sunt utilizate în tablourile de distribuție ale instalațiilor electrice și sunt utilizate pentru închiderea și deschiderea neautomată a circuitelor electrice.

Pe lângă comutatoare, dispozitivele de comutare manuală includ pachete întrerupătoare și întrerupătoare, chei universale, controlere. Aceste dispozitive sunt folosite pentru a porni și opri, iar întrerupătoarele sunt folosite pentru a comuta circuitele electrice AC și DC la sarcina nominală.

Capacitate de incarcare

Toate întrerupătoarele și întrerupătoarele permit funcționarea continuă la o temperatură ambientală nu mai mare de 40

OS și încărcați curentul nominal AC sau DC.

Clasificare

Cheile și comutatoarele cu cuțit sunt clasificate după următoarele criterii:

1) prin valoarea curentului nominal — 100; 200; 400; 600; 1000 A;

2) după numărul de poli - unipolar, bipolar, tripolar:

3) din prezența contactelor de rupere — cu contacte întrerupte, fără contacte de rupere.

Indiferent de prezența contactelor de întrerupere, aceleași întrerupătoare și întrerupătoare sunt potrivite pentru funcționarea în curent continuu și alternativ. Dar, din cauza condițiilor mai proaste pentru stingerea arcului de curent continuu, întrerupătoarele cu cuțit și întrerupătoarele fără întreruperea contactelor în rețelele de curent continuu sunt folosite doar ca deconectatoare;

4) prin metoda de comandă — cu comandă directă pentru instalare pe partea din față a tabloului de distribuție, cu telecomandă pentru montare pe partea din spate a tabloului de distribuție;

5) prin metoda de conectare a firelor — cu conexiunea frontală a firelor, cu conexiunea din spate a firelor.

În funcție de numărul de poli, întrerupătoarele sunt împărțite în uni, doi și tripolari, în funcție de tipul de curent de comandă sunt de la mânerul central și lateral, conform metodei de conectare - din față și din spate a dispozitivului.

Cheile și întrerupătoarele cu cuțit sunt fabricate în versiuni unice, duble și tripolare cu acționare centrală sau prin pârghie pentru cablarea față sau spate. Întrerupătoarele cu mâner central servesc ca un deconectator, adică deconectează circuitele electrice deconectate anterior, iar cu mânerul lateral și acționările cu pârghie, deconectează circuitele sub sarcină.

Principiul de funcționare a întreruptorului

Un întrerupător (întrerupător) este un dispozitiv electric acţionat manual conceput pentru a comuta circuitele electrice.

În prezent, cele mai comune întrerupătoare cu cuțit și întrerupătoare de tip robinet pentru curenți de 100 A și mai mult sunt realizate conform principiului contactului liniar al unui contact mobil (cuțit) cu o șină de contact fixă. Contactul liniar oferă rezistență de contact scăzută, întreruperea curenților mari și fiabilitate în funcționare.

În fig. 1 prezintă principiul contactului liniar. Stâlpul de contact fix 1 este în linie cu cuțitul de contact mobil 2, constând din două benzi cu proeminențe cilindrice 3, care asigură contactul cu stâlpul de-a lungul liniei. Capetele benzilor de cuțit sunt acoperite cu un arc plat 4.

Orez. 1. Contact de linie

O vedere generală a unui comutator bipolar este prezentată în fig. 2.

Orez. 2. Comutator dublu poli

Fiecare pol al întreruptorului este format dintr-o șină de contact 1 cu două fălci, între care se află o lamă de contact 2, care se rotește pe o axă 3, fixată în fălcile inferioare 4. Lamele de contact sunt conectate ferm la o traversă izolatoare 5, pe care este fixat un mâner izolat 6.

Procese care apar la deschiderea întreruptorului

Deschiderea circuitului cu un comutator provoacă o modificare a curentului, formând un câmp electric între contactele fixe și cele mobile. Intensitatea acestui câmp este proporțională cu tensiunea liniei și invers proporțională cu distanța dintre contacte.

În primul moment când întrerupătorul este oprit, când distanța dintre contacte este mică, intensitatea câmpului electric poate atinge o valoare de ordinul a câteva mii sau chiar zeci de mii de volți pe centimetru, ceea ce provoacă în mod natural ionizarea unui strat de aer.

Orez. 3. Forțe care acționează asupra arcului atunci când întrerupătorul este declanșat

Cu un grad suficient de ionizare, se va produce defalcarea aerului și se formează un arc electric… Cu curent continuu, timpul arcului decât cu curentul alternativ, deci va exista o perioadă mai lungă de timp, ca și în ultimul caz, când curentul trece printr-o valoare zero în fiecare semiciclu, arcul se stinge într-un perioadă foarte scurtă de timp.

Mai mult, s-a constatat că arcul s-a stins mai rapid cu cât curentul de întrerupere era mai mare și cu cât paletele întreruptorului sunt mai scurte. Din punct de vedere fizic, acest lucru se explică prin faptul că, la curenți mari care trebuie opriți, forțele de interacțiune dintre curentul care curge în părțile purtătoare de curent ale comutatorului și câmpul magnetic al arcului accelerează mișcarea acestuia în aer și deionizarea. .

Arcul va experimenta cu cât forța de tracțiune este mai mare, cu atât lamele cuțitului sunt mai scurte, deoarece în acest caz crește puterea câmpului magnetic care acționează asupra arcului.

Atunci când curenții de 75 A sau mai puțin sunt opriți, forțele care acționează asupra arcului sunt neglijabile și, prin urmare, extinderea cât mai rapidă a arcului este primordială. Acești curenți (75 A și mai puțin) sunt întrerupți de întrerupătoare (întrerupătoare) pentru 100 — 400 A, prin urmare, acestea din urmă, pe lângă cuțitele principale, au și o întrerupere (cuțite de cuplu) care oferă o viteză suficientă pentru a opri întrerupătorul , indiferent de viteza mâinii operatorului și protecția contactelor principale de acțiunea distructivă a arcului.

Cuțitele Torque au un design ușor, deoarece sunt încărcate pentru o perioadă scurtă de timp - numai în timpul procesului de oprire. Întrerupătoarele cu cuțit și comutatoarele pentru curenți de 600 A și mai sus sunt fabricate fără cuțite de strângere.

Descifrarea desemnărilor comutatorului cuțitului

Denumirea literei întreruptoarelor: P — comutator; P — comutator; a doua litera — P — conexiunea frontală a firelor; B — cu mâner lateral; Ts — cu conexiune centrală. Numerele indică: primul (1, 2 și 3) este numărul de poli, al doilea este curentul nominal (1 — 100 A, 2 — 250 A, 4 — 400 A și 6 — 600 A).

Cuțitul și mânerul lateral și cheile cu pârghie sunt fabricate cu și fără jgheaburi cu arc. Cheile cu cuțit cu mâner central sunt fabricate fără camere cu arc cu contacte pentru oprirea scânteilor. Etanșeitatea suprafețelor de contact ale cuțitului și fălcilor este asigurată datorită proprietăților de arc ale materialului fălcilor (pentru întrerupătoarele de până la 100 A) și datorită arcurilor din oțel (pentru întrerupătoarele peste 200 A).

Pentru a proteja lamele de topirea arcului în timpul declanșării, se folosesc întrerupătoare de circuit de curent ridicat cu contacte de stingere a scânteilor sau de arc. Contactele de stingere a scânteilor cu care sunt echipate cuțitele, atunci când sunt oprite, se îndepărtează de fălci sub acțiunea arcurilor acestora, indiferent de viteza mânerului și de acționarea comutatorului.

Contactele de arc ale întrerupătoarelor de circuit sunt amplasate în exterior sau în interiorul camerelor de arc. Acestea servesc pentru a asigura stingerea rapidă a arcului electric și pentru a preveni transferul acestuia către structurile de distribuție conducătoare sau împământate adiacente.Întrerupatoarele cu cheie au același design ca și întrerupătoarele și sunt utilizate pentru comutarea circuitelor electrice.

În unele modele, întreruptoarele sunt combinate cu siguranțe sau siguranțele sunt folosite ca cuțite. Un astfel de design, care permite efectuarea funcțiilor de comutare și protecție, se numește siguranță (FBB).

Pentru siguranța personalului operator, întrerupătoarele sunt închise într-o carcasă de protecție metalică

Întreruptoare-sezionatoare BP

Întrerupătoarele (întrerupătoare cu cuțit) VR32-31, VR32-35, VR32-37, VR32-39 sunt proiectate pentru pornirea, comutarea și deconectarea curentului alternativ cu o tensiune nominală de până la 660 V, o frecvență nominală de 50 și 60 Hz și un curent continuu cu o tensiune nominală de până la 440V în dispozitivele de distribuție a energiei electrice.

Comutator unidirecțional tripolar BP-32 cu mâner lateral

BP-32 Disjunctor bidirecțional cu trei poli cu mâner lateral

Clasificarea întrerupătoarelor-sezionatoare BP:

Dupa gradul de protectie al manerului: IP00, IP32.

Prin prezenta contactelor auxiliare: fara contacte auxiliare; cu contacte auxiliare.

După tipul de mâner acționare manuală: fără mâner; mâner lateral; mâner frontal offset; mâner decalat lateral.

După amplasarea planului de conectare al clemelor exterioare ale firelor de contact: 1 — paralel cu planul de instalare; 2 — perpendicular pe planul de montare; 3 — combinat: intrare paralelă, ieșire perpendiculară pe planul de montare; 4 — combinat: intrare perpendiculară, ieșire paralelă cu planul de montare.

După numărul de poli și numărul de direcții: întrerupător-secționator unipolar, un singur indicator rutier; întrerupător-sezionator bipolar pentru o direcție; întrerupător-sezionator unidirecțional tripolar; întrerupător-sezionator unipolar pentru două sensuri; întrerupător-sezionator bipolar pentru două sensuri; întrerupător-sezionator tripolar pentru două sensuri.

Principalele caracteristici tehnice ale întreruptoarelor VR-32:

Tensiunea nominală de funcționare pentru circuitul principal:

curent alternativ:

380, 660V.

curent continuu:

220, 440V

curent de căldură convențional cu aer liber (Jth)

100, 250, 400 și 630 A

curent termic convențional de înveliș (Jth)

80, 200, 315 și 500 A.

Frecvența nominală AC

50 și 60 Hz

Durabilitate mecanică

pentru curenți 100 și 250 A:

25000 de cicluri «VO»

pentru curenți 400 și 630 A:

16000 de cicluri «IN»

Puterea consumată de dispozitiv pe stâlp

BP32-31

3 wați

BP32-35

15 wați

BP32-37

35 wați

BP32-39

60 de wați

Blocuri de siguranțe - întrerupător

Pentru a reduce dimensiunile generale ale tabloului de distribuție, sunt produse blocuri de siguranțe (BPV), care asigură deconectarea curenților nominali și protecția circuitelor de suprasarcinile de curent și scurtcircuite. În BVP, când mânerul este rotit, traversa cu siguranța plasată pe ea se mișcă și contactele dispozitivului se deschid.

Prezența a două întreruperi pe pol asigură deconectarea curenților nominali de până la 350 A cu U alternant până la 550 V. Pentru deconectarea unui curent nominal nominal de 350 A la U până la 440 V, întreruperile sunt alimentate cu rețele de arc.

Extragerea unui cartuș cu o inserție arsă este posibilă numai în poziția oprită a BPV după eliberarea unui zăvor special. Durabilitatea electrică a dispozitivului 2500, mecanică 500 de cicluri.

Informații de instalare

Comutatoarele sub sarcină trebuie instalate în poziție verticală. Barele colectoare și firele trebuie conectate la contactele fixe ale comutatorului, adică astfel încât atunci când întrerupătorul este oprit, lamele sale în mișcare să nu fie alimentate.

Barele colectoare și firele conectate la întrerupătoarele trebuie să aibă o secțiune transversală corespunzătoare curentului nominal al întreruptorului și să fie întărite astfel încât sarcinile mecanice de la acestea să nu fie transmise la borne.Barele colectoare și firele trebuie strânse ferm la bornele întrerupătoarelor pentru a asigura un contact sigur și a preveni supraîncălzirea acestora din urmă.

Când conectați barele și firele, piulițele de contact ale comutatoarelor și ale comutatoarelor cu lame trebuie strânse fără probleme, fără a fi scoase. În acest caz, după prima strângere, piulița trebuie slăbită și apoi strânsă fără probleme până la defecțiune.

Piulițele trebuie să fie înșurubate fără blocare; se recomanda ungerea filetelor acestora cu vaselina tehnica.

Suprafața lamelor de contact ale comutatoarelor cu lame trebuie lubrifiată cu un strat mic de ulei de ricin pentru a evita lipirea lor în suporturile de contact. La curățare, grăsimea îngroșată de la comutatoare și comutatoare cuțite este îndepărtată cu benzină curată.

Părțile metalice neconductoare ale comutatoarelor cu pârghie montate pe partea frontală a ecranului trebuie să fie împământate.