Tipos de máquinas eléctricas. Interruptores automáticos: selección, conexión, servicio. Definiciones de términos que se encuentran a continuación

En este artículo, veremos las principales características de los interruptores automáticos que debe conocer para navegar correctamente al elegirlos: esto es Características de corriente nominal y corriente de tiempo de los interruptores automáticos.

Les recuerdo que esta publicación forma parte de una serie de artículos y videos sobre dispositivos de protección eléctrica del curso

Las principales características del interruptor automático se indican en su caja, donde también se aplica la marca comercial o marca del fabricante y el número de catálogo o serie.

La característica más importante de un interruptor automático es Corriente nominal. Esta es la corriente máxima (en Amperios) que puede fluir a través de la máquina indefinidamente sin apagar el circuito protegido. Cuando la corriente que fluye excede este valor, la máquina opera y abre el circuito protegido.

Una serie de valores de la corriente nominal de los interruptores automáticos están estandarizados y son:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100A.

El valor de la corriente nominal de la máquina está indicado en su caja en amperios y corresponde a una temperatura ambiente de +30˚С. A medida que aumenta la temperatura, el valor de la corriente nominal disminuye.

En el momento de conectar algunos consumidores a la red eléctrica, por ejemplo, refrigeradores, aspiradoras, compresores, etc., aparecen brevemente corrientes de irrupción en el circuito, que pueden ser varias veces superiores a la corriente nominal de la máquina. Para un cable, tales sobretensiones de corriente a corto plazo no son terribles.

Por lo tanto, para que la máquina no se apague cada vez con un pequeño aumento de corriente en el circuito a corto plazo, se utilizan máquinas con diferentes tipos de características de tiempo-corriente.

Así, la siguiente característica principal:

característica de tiempo-corriente de disparo del interruptor automático- esta es la dependencia del tiempo de apagado del circuito protegido en la fuerza de la corriente que fluye a través de él. La corriente se especifica como una relación con la corriente nominal I/Inom, es decir cuántas veces la corriente que fluye a través de la máquina excede la corriente nominal de este interruptor automático.

La importancia de esta característica radica en que las máquinas con la misma se apagarán de forma diferente (según el tipo de característica tiempo-corriente). Esto permite reducir el número de falsos positivos mediante el uso de interruptores automáticos con diferentes características de corriente para diferentes tipos de cargas,

Considere los tipos de características de tiempo-corriente:

— Escribe un(2-3 valores de corriente nominal) se utilizan para proteger circuitos con una gran longitud de cableado eléctrico y para proteger dispositivos semiconductores.

— Tipo B(3-5 valores de corriente nominal) se utilizan para proteger circuitos con un pequeño valor de la multiplicidad de corriente de arranque con una carga predominantemente activa (lámparas incandescentes, calentadores, hornos, redes de iluminación de uso general). Se muestra para uso en apartamentos y edificios residenciales, donde las cargas son principalmente activas.

— Tipo C(5-10 valores de corriente nominal) se utilizan para proteger circuitos de instalaciones con corrientes de arranque moderadas: acondicionadores de aire, refrigeradores, grupos de enchufes domésticos y de oficina, lámparas de descarga de gas con corriente de arranque aumentada.

— Tipo D(10-20 valores de corriente nominal) se utilizan para proteger circuitos que alimentan instalaciones eléctricas con altas corrientes de arranque (compresores, mecanismos de elevación, bombas, máquinas herramienta). Se instalan principalmente en naves industriales.

— Tipo K(8-12 corrientes nominales) se utilizan para proteger circuitos con cargas inductivas.

— Tipo Z(2,5-3,5 valores de corriente nominal) se utilizan para proteger circuitos con dispositivos electrónicos que son sensibles a las sobrecorrientes.

En la vida cotidiana se suelen utilizar con características B,C y muy raramente D. El tipo de característica se indica en el cuerpo de la máquina con una letra latina antes del valor de la corriente nominal.

La marca "C16" en el interruptor automático indicará que tiene un disparo instantáneo tipo C (es decir, opera a un valor de corriente de 5 a 10 veces la corriente nominal) y una corriente nominal de 16 A.

La característica de tiempo-corriente de un interruptor de circuito generalmente se da en forma de gráfico. En el eje horizontal se indica la multiplicidad del valor de la corriente nominal y en el eje vertical el tiempo de funcionamiento de la máquina.

La amplia gama de valores en el gráfico se debe a la dispersión de los parámetros de los interruptores automáticos, que dependen de la temperatura, tanto externa como interna, ya que el interruptor automático se calienta por la corriente eléctrica que lo atraviesa, especialmente en los modos de emergencia. - corriente de sobrecarga o corriente de cortocircuito (cortocircuito).

El gráfico muestra que cuando el valor de I / Iн≤1, el tiempo de disparo del interruptor automático tiende a infinito. En otras palabras, siempre que la corriente que fluya a través del interruptor automático sea menor o igual que la corriente nominal, el interruptor automático no se disparará (se disparará).

El gráfico también muestra que cuanto mayor sea el valor de I/In (es decir, cuanto más corriente fluya a través de la máquina exceda la corriente nominal), más rápido se disparará el disyuntor.

Cuando una corriente fluye a través del interruptor automático, cuyo valor es igual al límite inferior del rango de operación del disparador electromagnético (3In para "B", 5In para "C" y 10In para "D"), debe girar apagado en más de 0.1s.

Cuando fluye una corriente igual al límite superior del rango de operación del disparador electromagnético (5In para "B", 10In para "C" y 20In para "D"), el disyuntor se disparará en menos de 0,1 s. Si el valor de corriente del circuito principal está dentro del rango de corriente de disparo instantáneo, el interruptor automático se dispara con un breve retardo o sin retardo de tiempo (menos de 0,1 s).

Una máquina eléctrica, o disyuntor, es un dispositivo mecánico de conmutación, por medio del cual es posible lograr manualmente la desenergización de toda la red eléctrica o de una sección específica de la misma. Esto se puede hacer en una casa, apartamento, casa de campo, garaje, etc. Además, dicho dispositivo está equipado con la función de apagar automáticamente el cable eléctrico en caso de emergencia: por ejemplo, en caso de cortocircuito o sobrecarga. La diferencia entre estos interruptores automáticos y los fusibles convencionales es que, después de la operación, se pueden volver a encender con el botón.

Los autómatas (interruptores automáticos) son los que vinieron a reemplazar los atascos de tráfico convencionales, es decir, fusibles en una caja de cerámica, donde la protección contra sobrecorriente era un alambre de nicromo soplado.

A diferencia del corcho, máquina - dispositivo reutilizable, y sus funciones de protección están separadas. En primer lugar, la protección contra sobrecorrientes (corrientes de cortocircuito o cortocircuitos), y en segundo lugar, la protección contra sobrecarga, es decir, el mecanismo de la máquina interrumpe el circuito de carga cuando se supera ligeramente la corriente de funcionamiento de la máquina.

De acuerdo con estas funciones, el interruptor automático contiene dos tipos de interruptores. Liberación rápida magnética protección contra cortocircuitos con sistema de extinción de arco (tiempo de respuesta en milisegundos) y desconexión térmica lenta con placa bimetálica (su tiempo de reacción es de varios segundos a varios minutos, dependiendo de la corriente de carga).

Clasificación de las máquinas eléctricas.

Hay varios disyuntores típicos: A, B, C, D, E, K, L, Z

• PERO– para romper circuitos largos y para proteger dispositivos electrónicos.
• B- para redes de alumbrado.
• Con- para redes de alumbrado e instalaciones eléctricas con corrientes moderadas (la capacidad de sobrecarga de corriente es el doble de la de B).
• D– para circuitos con cargas inductivas y motores eléctricos.
• k– para cargas inductivas.
• Z– para dispositivos electrónicos.

Criterios principales para elegir un interruptor automático

Limitación de la corriente de cortocircuito

Este indicador debe tenerse en cuenta de inmediato. Significa el valor máximo de corriente en el que la máquina eléctrica funcionará y abrirá el circuito. Aquí la elección no es muy grande, ya que solo hay tres opciones: 4,5 kA; 6kA; 10kA.

Al elegir, uno debe guiarse por la probabilidad teórica de una alta corriente de cortocircuito. Si no existe tal probabilidad, será suficiente para comprar una máquina automática de 4.5 kA.

Corriente de la máquina

Contabilizar este indicador es el siguiente paso. Estamos hablando del valor nominal requerido de la corriente de funcionamiento de la máquina eléctrica. Para determinar la corriente de funcionamiento, debe guiarse por la potencia que se supone que debe estar conectada al cableado o por el valor de la corriente permitida (el nivel que se mantendrá en modo normal).

¿Qué necesita saber para determinar el parámetro en cuestión? No se recomienda utilizar máquinas con una corriente de funcionamiento sobreestimada. Solo en este caso, la máquina no apagará la alimentación durante la sobrecarga, y esto puede causar la destrucción térmica del aislamiento del cableado.

El polo de la máquina.

Este es quizás el indicador más simple. Para elegir el número de polos para un interruptor, debe proceder de cómo se utilizará.

Por eso, una máquina unipolar es tu elección si necesitas proteger el cableado que va desde el cuadro eléctrico hasta los enchufes y circuitos de iluminación. Un interruptor bipolar se utiliza cuando es necesario proteger todo el cableado de un apartamento o casa con alimentación monofásica. La protección del cableado trifásico y la carga se proporciona mediante un disyuntor de tres polos, y los de cuatro polos se utilizan para proteger la alimentación de cuatro hilos.

Características de la máquina

Este es el último indicador al que debe prestar atención. La característica de tiempo-corriente del interruptor automático está determinada por las cargas que están conectadas a la línea protegida. Al elegir una característica, se tiene en cuenta lo siguiente: la corriente de operación del circuito, la corriente nominal de la máquina, la capacidad del cable, la corriente de operación del interruptor.

En el caso de que sea necesario conectar pequeñas corrientes de arranque a la línea de alimentación, es decir, aparatos eléctricos, caracterizados por una pequeña diferencia entre la corriente de funcionamiento y la corriente que ocurre cuando se enciende, se debe dar preferencia a la característica de respuesta B. Para cargas más serias, se elige la característica C. Finalmente, hay una característica más: D. si tiene la intención de conectar dispositivos potentes con puntos de partida altos. ¿De qué dispositivos estamos hablando? Por ejemplo, sobre el motor eléctrico.

Clasificación RCD

El RCD responde a la corriente diferencial, es decir, la diferencia entre las corrientes que fluyen en los cables directo e inverso. Una corriente diferencial aparece cuando una persona toca un circuito protegido y un objeto conectado a tierra. Se seleccionan RCD para proteger a las personas para corriente 10-30 mA , disparar RCD - para una corriente de 300 mA. Este último protege todo el sistema de cableado y, en caso de incendio, las corrientes de fuga suelen producirse antes que las corrientes de cortocircuito.

Los dispositivos de corriente residual protegen a las personas de descargas eléctricas.

La elección de RCD es difícil porque es un dispositivo más complejo que una máquina automática. por ejemplo, hay difavtomatami- dispositivos que combinan una máquina automática y un RCD. Los RCD también se subdividen según el tipo de ejecución en electrónicos y electromecánicos. La experiencia ha demostrado que es mejor utilizar RCD electromecánicos. Están mejor protegidos de falsos positivos y de averías.

Por número de polos Los RCD se dividen en:

• bipolar para circuitos de 220 V;
• tetrapolar para circuitos de 380 V.

Según las condiciones de funcionamiento sobre el:

• C.A.- respondiendo únicamente a corriente diferencial sinusoidal alterna.
• PERO- respondiendo tanto a la corriente diferencial sinusoidal alterna como a la corriente diferencial pulsante directa.
• EN- respondiendo a corriente diferencial sinusoidal alterna, a corriente diferencial pulsante directa ya corriente diferencial directa.

Por la presencia de un retraso en RCD sin retardo para uso general y con retardo de tiempo de tipo S. Según la característica de corriente (difautomáticos) en B, C, D. Y, finalmente, según la corriente nominal.

Debe tener en cuenta que si el dispositivo de corriente residual convencional y la máquina están en serie en el mismo circuito, entonces la máquina debe tener una corriente más baja que el RCD. De lo contrario, el RCD puede dañarse porque. la máquina interrumpe el circuito de carga con un retraso.

En conclusión, hay que decir que debe elegir dispositivos de compañías conocidas: abb abb, POTENCIA GE, siemens siemens, LEGRAND y otros al menos certificado en Rusia. Es mejor elegir RCD electromecánicos, porque. son mucho más fiables que los electrónicos. En lugar de un tándem de RCD y una máquina automática, es mejor elegir un difavtomat, esto hará que el diseño del escudo sea más compacto y confiable. Las características de corriente deben seleccionarse en función del cableado utilizado. La corriente de operación de autómatas y difavtomatov debe ser menor que las corrientes de cable máximas permitidas.

Para cables de cobre de tres hilos, se pueden dar los siguientes datos para la correspondencia de la sección transversal de los conductores del cable en milímetros cuadrados y las corrientes de las máquinas:

• 3 x 1,5 mm 2 - 16 amperios;
• 3 x 2,5 mm 2 - 25 A;
• 3 x 4 mm 2 - 32 amperios;
• 3 x 6 mm 2 - 40 A;
• 3 x 10 mm 2 - 50 amperios;
• 3 x 16 mm 2 - 63 A.

Esperamos que después de leer todo el material, le resulte más fácil comprender el diseño y la construcción del cableado eléctrico.

La historia de la creación del RCD

El primer dispositivo de corriente residual (RCD) fue patentado por la empresa alemana RWE en 1928, cuando se aplicó el principio de protección diferencial de corriente, anteriormente utilizado para proteger generadores, líneas y transformadores, para proteger a una persona de una descarga eléctrica.

En 1937 Schutzapparategesellschaft Paris & Co. fabricó el primer dispositivo de operación basado en un transformador diferencial y un relé polarizado, que tenía una sensibilidad de 0,01 A y una velocidad de 0,1 s. En el mismo año, con la ayuda de un voluntario (un empleado de la empresa), se probó un RCD. El experimento terminó con éxito, el dispositivo funcionó bien, el voluntario experimentó solo una leve descarga eléctrica, aunque se negó a participar en más experimentos.

Todos los años posteriores, a excepción de la guerra y los primeros años de la posguerra, se llevó a cabo un trabajo intensivo para estudiar el efecto de la corriente eléctrica en el cuerpo humano, el desarrollo de equipos de protección eléctrica y la mejora e implementación de dispositivos de apagado de protección. .

En nuestro país, el problema del uso de dispositivos de corriente diferencial surgió por primera vez en relación con la seguridad eléctrica y contra incendios de los escolares hace unos 20 años. Fue durante este período que desarrollaron y pusieron en producción UZOSH (escuela UZO) para el equipamiento de edificios escolares. Curiosamente, los RCD de este tipo todavía se instalan en edificios escolares, aunque debido a tecnologías obsoletas, estos dispositivos ya no cumplen completamente con los requisitos eléctricos y de seguridad contra incendios modernos.

Otro evento que exacerbó el problema de instalar un RCD fue la reconstrucción del Hotel Rossiya en Moscú después del infame incendio, que fue causado por el cortocircuito más común. El hecho es que se violaron los principios de suministro de energía durante la construcción de este complejo hotelero. Varios incidentes trágicos que provocaron la muerte del personal de servicio obligaron a la dirección del hotel a programar la instalación de dispositivos de corriente residual para garantizar la seguridad eléctrica y contra incendios.

En ese momento, tales instalaciones se producían solo para uso industrial. A una de las empresas de defensa se le encomendó el desarrollo de una instalación de apagado de protección para fines domésticos. Pero no tuvieron tiempo de evitar la tragedia, y el incendio que se suscitó a raíz de un cortocircuito en el Hotel Rossiya provocó numerosas víctimas. Tras el incendio, durante la restauración del edificio, se procedió a instalar un RCD en cada estancia. Dado que los RCD domésticos se fabricaban en muy poco tiempo y tenían fallas, gradualmente comenzaron a ser reemplazados por dispositivos de SIEMENS (Alemania).

En ese momento, nuestras empresas de ingeniería eléctrica también comenzaron a pensar en el problema de producir dispositivos de apagado de protección para el hogar. Entonces, la planta de Gomel "Electroapparatura" y la planta eléctrica de Stavropol "Signal" se desarrollaron y comenzaron a producir dispositivos de apagado de protección para el hogar. Y desde 1991-1992, comenzó la introducción masiva de dispositivos de cierre de protección en la construcción de viviendas, al menos en Moscú.

En 1994, se adoptó la norma “Suministro de energía y seguridad eléctrica de edificios móviles (de inventario) hechos de metal o con un marco de metal para comercio ambulante y servicios al consumidor. Requerimientos técnicos". En el mismo año, se emitió un decreto del gobierno de Moscú sobre la introducción de un RCD, que prescribía el equipamiento obligatorio de los nuevos edificios en Moscú con dispositivos de cierre de protección.

En 1996 salió Carta de la Dirección Principal de Servicio Civil del Ministerio del Interior de Rusia con fecha 05.03.96 No. 20 / 2.1 / 516 « Sobre el uso de dispositivos de corriente residual (RCD)". Y el gobierno de Moscú tomó otra decisión para mejorar la confiabilidad del suministro de energía a todo el parque de viviendas, independientemente del año de construcción. Podemos decir que a partir de ese momento se inició la introducción masiva legalizada de los RCD en la construcción de viviendas.

En la actualidad, las áreas de aplicación de los RCD ya están claramente definidas, están en vigor una serie de documentos normativos que regulan los parámetros técnicos y los requisitos para el uso de RCD en las instalaciones eléctricas de los edificios. Hoy en día, el RCD es un elemento indispensable de cualquier cuadro de distribución, todos los objetos móviles están equipados con estos dispositivos sin falta (casas rodantes residenciales en campings, furgonetas de compras, furgonetas de catering, pequeñas instalaciones eléctricas exteriores temporales, dispuestas en las plazas durante las festividades festivas ), hangares, garajes.

Una opción de conexión RCD que proporciona el funcionamiento más seguro del cableado eléctrico. Además, los RCD están integrados en bloques de enchufes o enchufes a través de los cuales se conectan herramientas eléctricas o electrodomésticos, que funcionan en habitaciones especialmente peligrosas, húmedas, polvorientas, con suelos conductores, etc.

Al evaluar el riesgo que determina la suma asegurada, las compañías de seguros deben tener en cuenta la presencia de RCD en el objeto del seguro y su condición técnica.

Actualmente, hay un promedio de dos RCD por cada habitante de los países desarrollados. Sin embargo, docenas de empresas a lo largo de los años han producido constantemente estos dispositivos de diversas modificaciones en cantidades significativas, mejorando constantemente sus parámetros técnicos.

Estos son los principales indicadores debería ser considerado al elegir un disyuntor. En consecuencia, si conoce todos los datos necesarios, la elección no será difícil. Solo queda tener en cuenta el último criterio: el fabricante de la máquina. ¿Qué afecta? Es obvio que en precio.

De hecho, hay una diferencia. Así, reconocidas marcas europeas ofrecen sus disyuntores a un precio que duplica el costo de sus contrapartes nacionales y triplica el precio de los dispositivos de los países del Sudeste. Además, la presencia o ausencia de un interruptor con indicadores claramente definidos en el almacén depende de la elección de un fabricante en particular.

En la aplicación práctica, es importante no solo conocer las características de los interruptores automáticos, sino también entender lo que significan. Gracias a este enfoque, puede decidir sobre la mayoría de las cuestiones técnicas. Veamos qué significan ciertos parámetros indicados en la etiqueta.

Abreviatura utilizada.

El marcado del dispositivo contiene toda la información necesaria que describe las características principales de los interruptores automáticos (en adelante, AB). Lo que significan se discutirá a continuación.

Característica de tiempo-corriente (VTH)

Con esta pantalla gráfica, puede obtener una representación visual en qué condiciones se activará el mecanismo de apagado del circuito (ver Fig. 2). En el gráfico, el tiempo requerido para la activación de AV se muestra como una escala vertical. La escala horizontal muestra la relación I/In.

El exceso permisible de la corriente nominal determina el tipo de características de tiempo-corriente para disparadores en dispositivos que realizan apagado automático. De acuerdo con la normativa vigente (GOST P 50345-99), a cada tipo se le asigna una designación específica (de letras latinas). El exceso permisible está determinado por el coeficiente k=I/In, para cada tipo se proporcionan los valores establecidos por la norma (ver Fig. 3):

• "A" - máximo - tres veces el exceso;
• "B" - de 3 a 5;
• "C" - 5-10 veces más de lo normal;
• "D" - 10-20 veces en exceso;
• "K" - de 8 a 14;
• "Z" - 2-4 más de lo normal.

Tenga en cuenta que este gráfico describe completamente las condiciones para la activación del solenoide y el termoelemento (consulte la Fig. 4).

Considerando todo lo anterior, se puede resumir que la principal característica protectora del AV se debe a la dependencia tiempo-corriente.

Lista de características típicas de tiempo-corriente.

Habiendo decidido el marcado, pasemos a la consideración de varios tipos de dispositivos que corresponden a una determinada clase, según las características.

Característica tipo "A"

La protección térmica AB de esta categoría se activa cuando la relación entre la corriente del circuito y la nominal (I/I n) supera 1,3. Bajo estas condiciones, el apagado ocurrirá después de 60 minutos. A medida que se excede más la corriente nominal, se reduce el tiempo de disparo. La activación de la protección electromagnética se produce cuando se duplica el valor nominal, la velocidad de respuesta es de 0,05 seg.

Este tipo se instala en circuitos no sujetos a sobrecargas de corta duración. Como ejemplo, podemos citar circuitos sobre elementos semiconductores, en caso de falla de los cuales, el exceso de corriente es despreciable. En la vida cotidiana, este tipo no se usa.

Característica "B"

La diferencia entre este tipo y el anterior radica en la corriente de funcionamiento, puede superar la estándar de tres a cinco veces. Al mismo tiempo, se garantiza que el mecanismo del solenoide se activará con una carga cinco veces mayor (tiempo de apagado - 0.015 seg.), El termoelemento - tres veces (no tomará más de 4-5 segundos apagarse) .

Dichos tipos de dispositivos han encontrado aplicación en redes que no se caracterizan por altas corrientes de entrada, por ejemplo, circuitos de iluminación.

Característica "C"

Este es el tipo más común, y su sobrecarga permitida es mayor que los dos tipos anteriores. Cuando se supera cinco veces el modo normal, se activa el termoelemento, este es un circuito que apaga la fuente de alimentación en un segundo y medio. El mecanismo de solenoide se activa cuando la sobrecarga supera diez veces la norma.

Estos AB están diseñados para proteger el circuito eléctrico en el que se puede producir una corriente de irrupción moderada, típica de una red doméstica, que se caracteriza por una carga mixta. A la hora de comprar un dispositivo para el hogar, se recomienda optar por este tipo.

Característica "D"

Para AB de este tipo, las características de alta sobrecarga son características. Es decir, diez veces la norma para el termoelemento y veinte veces para el solenoide.

Dichos dispositivos se utilizan en circuitos con altas corrientes de arranque. Por ejemplo, para proteger dispositivos de arranque de motores eléctricos asíncronos. La figura 9 muestra dos dispositivos de este grupo (a y b).

Característica "K"

Para tales AB, la activación del mecanismo de solenoide es posible cuando la carga de corriente se excede 8 veces, y se garantiza que ocurrirá cuando haya una sobrecarga de doce veces del modo normal (dieciocho veces para voltaje constante). Tiempo de carga no superior a 0,02 seg. En cuanto al termoelemento, su activación es posible cuando se supera el 1,05 del modo normal.

Ámbito de aplicación – circuitos con carga inductiva.

Característica "Z"

Este tipo se distingue por un pequeño exceso permitido de la corriente nominal, el límite mínimo es dos veces el estándar, el máximo es cuatro veces. Los parámetros de respuesta del termoelemento son los mismos que para AB con característica K.

Esta subespecie se utiliza para conectar dispositivos electrónicos.

Característica "MA"

Una característica distintiva de este grupo es que no se utiliza un termoelemento para desconectar la carga. Es decir, el dispositivo solo protege contra cortocircuitos, esto es suficiente para conectar un motor eléctrico. La figura 9 muestra un dispositivo de este tipo (c).

Corriente de funcionamiento normal

Este parámetro describe el valor máximo permitido para la operación normal, si se excede, se activará el sistema de deslastre de carga. La Figura 1 muestra dónde se muestra este valor (usando IEK como ejemplo).

Parámetros térmicos

Este término se refiere a las condiciones de funcionamiento de un termoelemento. Estos datos se pueden obtener del gráfico de tiempo-corriente correspondiente.

Capacidad última de ruptura (PKS).

Este término se refiere al valor de carga máximo permitido en el que el dispositivo puede abrir el circuito sin pérdida de rendimiento. En la Figura 5, esta marca se indica con un óvalo rojo.

Categorías de limitación de corriente

Este término se utiliza para describir la capacidad de un AB para interrumpir un circuito antes de que la corriente de cortocircuito alcance su máximo. Los dispositivos se producen con limitación de corriente de tres categorías, dependiendo del tiempo de carga:

1. 10 ms. y más;
2. 6 a 10ms;
3. 2,5-6 ms.

Tenga en cuenta que los AB pertenecientes a la primera categoría pueden no tener la marca adecuada.

Un pequeño truco para elegir el interruptor correcto para tu hogar

Un disyuntor o, más simplemente, un autómata, es un dispositivo eléctrico familiar para casi todo el mundo. Todo el mundo sabe que la máquina apaga la red cuando hay algún problema en ella. Si no es para ser más sabio, entonces estos problemas son demasiada corriente eléctrica. La corriente eléctrica excesiva es peligrosa por la falla de todos los conductores y equipos eléctricos domésticos, posible sobrecalentamiento, ignición y, en consecuencia, incendio. Por tanto, la protección contra altas corrientes es un clásico de los circuitos eléctricos, y existe desde los albores de la electrificación.

Cualquier dispositivo de protección contra sobrecorriente tiene dos tareas importantes:

1) reconocer de manera oportuna y precisa la corriente demasiado alta;

2) romper el circuito antes de que esta corriente pueda causar algún daño.

En este caso, las corrientes altas se pueden dividir en dos categorías:

1) altas corrientes causadas por sobrecarga de la red (por ejemplo, la inclusión de una gran cantidad de electrodomésticos o el mal funcionamiento de algunos de ellos);

2) cuando los conductores neutro y de fase están conectados directamente entre sí, sin pasar por la carga.

Puede parecer extraño para alguien, pero es con las sobrecorrientes de cortocircuito que todo es extremadamente simple. Moderno liberaciones electromagnéticas determina fácilmente y con total precisión el cortocircuito y apaga la carga en una fracción de segundo, evitando incluso el más mínimo daño a los conductores y equipos.

Con corrientes de sobrecarga, todo es más complicado. Tal corriente no difiere mucho de la nominal, durante algún tiempo puede fluir a través del circuito sin ninguna consecuencia. Por lo tanto, no hay necesidad de apagar dicha corriente instantáneamente, especialmente porque podría ocurrir por un tiempo muy corto. La situación se ve agravada por el hecho de que cada red tiene su propia corriente de sobrecarga límite. Y ni siquiera uno.

Dispositivo disyuntor

Hay una serie de corrientes, para cada una de las cuales es teóricamente posible determinar su tiempo máximo de interrupción de la red, que va desde varios segundos hasta decenas de minutos. Pero también se deben excluir los falsos positivos: si la corriente es inofensiva para la red, entonces el apagado no debería ocurrir en un minuto o una hora, nunca en absoluto.

Resulta que la configuración de disparo de protección contra sobrecarga debe ajustarse para una carga específica, sus rangos deben cambiarse. Y, por supuesto, antes de instalar el dispositivo de protección contra sobrecarga, debe cargarse y verificarse.

Entonces, en las "máquinas automáticas" modernas, hay tres tipos de disparadores: mecánicos, para encendido y apagado manual, electromagnéticos (solenoide), para apagar corrientes de cortocircuito y los más difíciles, térmicos para protección contra sobrecargas. Es la característica de las emisiones térmicas y electromagnéticas que es característica del disyuntor, que se indica con una letra latina en el cuerpo antes del número que indica la calificación actual del dispositivo.

Esta característica significa:

a) el rango de operación de la protección de sobrecarga, debido a los parámetros de la placa bimetálica incorporada, que dobla y rompe el circuito cuando una gran corriente eléctrica lo atraviesa. El ajuste fino se logra ajustando el tornillo que presiona esta misma placa;

b) el rango de operación de la protección contra sobrecorriente, determinado por los parámetros del solenoide incorporado.

A continuación enumeramos características de los interruptores automáticos modulares, hablaremos de en qué se diferencian entre sí y para qué están pensadas las máquinas que las llevan. Todas las características representan la relación entre la corriente de carga y el tiempo de disparo en esta corriente.

1) Característica MA - sin liberación térmica. De hecho, realmente no siempre es necesario. Por ejemplo, la protección de motores eléctricos a menudo se realiza mediante relés de sobrecorriente y, en tal caso, se necesita una máquina automática solo para la protección contra corrientes de cortocircuito.

2) Característica A. El disparador térmico de un autómata de estas características ya puede trabajar a una corriente de 1,3 de la nominal. En este caso, el tiempo de apagado será de aproximadamente una hora. A una corriente que es el doble de la corriente nominal, puede entrar en acción una liberación electromagnética, que opera en aproximadamente 0,05 segundos. Pero si, cuando se duplica la corriente, el solenoide aún no funciona, entonces el disparador térmico aún permanece "en juego", desconectando la carga en unos 20-30 segundos. A una corriente que es tres veces la corriente nominal, se garantiza que la liberación electromagnética funcione en centésimas de segundo.

Interruptores automáticos de característica A se instalan en aquellos circuitos en los que no se pueden producir sobrecargas de corta duración en el modo de funcionamiento normal. Un ejemplo serían los circuitos que contienen dispositivos con elementos semiconductores capaces de fallar ante un ligero exceso de corriente.

3) Característica V. La característica de estos autómatas se diferencia de la característica A en que el disparador electromagnético solo puede funcionar con una corriente que supere la corriente nominal no en dos, sino en tres o más veces. El tiempo de respuesta del solenoide es de solo 0,015 segundos. La liberación térmica con una sobrecarga triple de la máquina B funcionará en 4-5 segundos. El funcionamiento garantizado de la máquina se produce con una sobrecarga quíntuple para corriente alterna y con una carga que supera el valor nominal en 7,5 veces en circuitos de corriente continua.

Disyuntores característica B se utilizan en redes de alumbrado, así como en otras redes en las que el aumento de la corriente de arranque es pequeño o no existe.

4) Característica C. Esta es la característica más famosa para la mayoría de los electricistas. Los autómatas C se distinguen por una capacidad de sobrecarga aún mayor en comparación con los autómatas B y A. Así, la corriente mínima de funcionamiento del disparador electromagnético del autómata de característica C es cinco veces la corriente nominal. Con la misma corriente, el disparador térmico se dispara después de 1,5 segundos y el funcionamiento garantizado del disparador electromagnético se produce con una sobrecarga diez veces superior para corriente alterna y con una sobrecarga multiplicada por 15 para circuitos de CC.

Características de los interruptores automáticos B, C y D

5) Característica D- tiene una capacidad de carga muy alta. La corriente mínima de funcionamiento del solenoide electromagnético de esta máquina es de diez corrientes nominales y el disparador térmico puede funcionar en 0,4 segundos. El funcionamiento garantizado se proporciona con una sobrecarga de corriente de veinte veces.

Disyuntores característicos D son destinados, en primer lugar, a la conexión de los electromotores que tienen las corrientes grandes de arranque.

6) característica K tiene una gran diferencia entre la corriente máxima de activación del solenoide en los circuitos de CA y CC. La corriente de sobrecarga mínima a la que puede operar el disparador electromagnético es de ocho corrientes nominales para estas máquinas, y la corriente de funcionamiento garantizada de la misma protección es de 12 corrientes nominales en el circuito de CA y 18 corrientes nominales en el circuito de CC. El tiempo de funcionamiento del disparador electromagnético es de hasta 0,02 segundos. El disparador térmico de la máquina K puede operar a una corriente que excede la corriente nominal en solo 1,05 veces.

Debido a tales características de la característica K, estas máquinas se utilizan para conectar una carga puramente inductiva.

7) característica Z también tiene diferencias en las corrientes de funcionamiento garantizado del disparador electromagnético en circuitos AC y DC. La mínima corriente de funcionamiento posible del solenoide para estas máquinas es de dos nominales, y la corriente de funcionamiento garantizada del disparador electromagnético es de tres corrientes nominales para circuitos de CA y 4,5 corrientes nominales para circuitos de CC. El disparador térmico de los autómatas Z, al igual que el de los autómatas K, puede operar a una corriente de 1,05 de la nominal.

Las máquinas Z se utilizan solo para conectar dispositivos electrónicos.

Alejandro Molokov

La principal diferencia entre estos dispositivos de conmutación y todos los demás dispositivos similares es una combinación compleja de habilidades:

1. mantener cargas nominales en el sistema durante mucho tiempo debido a la transmisión confiable de poderosos flujos de electricidad a través de sus contactos;

2. para proteger el equipo operativo de fallas accidentales en el circuito eléctrico quitándole energía rápidamente.

En condiciones normales de operación del equipo, el operador puede conmutar manualmente las cargas con interruptores automáticos, siempre que:

diferentes esquemas de poder;

cambiar la configuración de la red;

equipos de desmantelamiento.

Las situaciones de emergencia en los sistemas eléctricos se producen de forma instantánea y espontánea. Una persona no puede responder rápidamente a su apariencia y tomar medidas para eliminarlos. Esta función se asigna a los dispositivos automáticos integrados en el interruptor.

En el sector energético se acepta la división de los sistemas eléctricos por tipos de corriente:

constante;

sinusoidal alterna.

Además, existe una clasificación de los equipos según la magnitud de la tensión en:

bajo voltaje: menos de mil voltios;

alto voltaje - todo lo demás.

Para todos los tipos de estos sistemas, se crean sus propios interruptores automáticos, diseñados para operación repetida.

circuitos de CA

De acuerdo con la potencia de la electricidad transmitida, los interruptores automáticos en los circuitos de CA se dividen convencionalmente en:

1. modulares;

2. caja moldeada;

3. aire comprimido.

Diseños modulares

La ejecución específica en forma de pequeños módulos estándar con un ancho múltiplo de 17,5 mm determina su nombre y diseño con posibilidad de montaje en carril DIN.

La estructura interna de uno de estos interruptores automáticos se muestra en la imagen. Su cuerpo está hecho completamente de material dieléctrico duradero, excluyendo .

Los cables de alimentación y salida están conectados a la abrazadera de terminal superior e inferior, respectivamente. Para el control manual del estado del interruptor automático, se instala una palanca con dos posiciones fijas:

el superior está diseñado para suministrar corriente a través de un contacto de potencia cerrado;

inferior: proporciona una interrupción en el circuito de alimentación.

Cada uno de estos autómatas está diseñado para operar a largo plazo a un cierto valor (In). Si la carga aumenta, el contacto de potencia se rompe. Para ello se colocan dos tipos de protección en el interior del estuche:

1. liberación térmica;

2. corte de corriente.

El principio de su funcionamiento permite explicar la característica tiempo-corriente, que expresa la dependencia del tiempo de respuesta de la protección de la carga o corriente de accidente que la atraviesa.

El gráfico que se muestra en la imagen es para un interruptor automático específico, cuando la zona de operación de corte se selecciona para que sea 5÷10 veces la corriente nominal.

Durante la sobrecarga inicial, actúa un disparador térmico, compuesto por el cual, con el aumento de la corriente, se calienta gradualmente, se dobla y actúa sobre el mecanismo de disparo no inmediatamente, sino con un cierto retraso de tiempo.

De esta forma, permite autoeliminar pequeñas sobrecargas asociadas a la conexión de consumidores de corta duración y eliminar desconexiones innecesarias. Si la carga proporciona un calentamiento crítico del cableado y el aislamiento, entonces se rompe el contacto de alimentación.

Cuando surge una corriente de emergencia en el circuito protegido, capaz de quemar el equipo con su energía, entonces entra en funcionamiento la bobina electromagnética. Este impulso debido al impulso de la carga que ha surgido arroja el núcleo sobre el mecanismo de disparo para detener instantáneamente el modo trascendental.

El gráfico muestra que cuanto más altas son las corrientes de cortocircuito, más rápido se apagan por la liberación electromagnética.

De acuerdo con los mismos principios, funciona un fusible de vapor automático doméstico.

Cuando se rompen altas corrientes, se crea un arco eléctrico, cuya energía puede quemar los contactos. Para excluir su acción en los interruptores automáticos, se utiliza una cámara de arco, que divide la descarga del arco en pequeños flujos y los apaga por enfriamiento.

Multiplicidad de cortes de estructuras modulares

Los disparadores electromagnéticos están configurados y seleccionados para trabajar con ciertas cargas porque crean diferentes transitorios en el arranque. Por ejemplo, durante el encendido de varias lámparas, una corriente de irrupción de corta duración debido a la resistencia cambiante del filamento puede aproximarse a tres veces el valor nominal.

Por lo tanto, para el grupo de salidas de apartamentos y circuitos de iluminación, se acostumbra elegir interruptores automáticos con una característica de tiempo-corriente de tipo "B". Es 3÷5 pulg.

Los motores asíncronos, al hacer girar el rotor con el variador, provocan corrientes de sobrecarga más altas. Para ellos, se seleccionan máquinas automáticas con la característica "C", o - 5 ÷ 10 In. Debido al margen de tiempo y corriente creado, permiten que el motor gire y garantizan llegar al modo de operación sin paradas innecesarias.

En la producción industrial, en máquinas y mecanismos, hay unidades cargadas conectadas a motores que crean sobrecargas más elevadas. Para tales fines, se utilizan interruptores automáticos de característica "D" con un calibre de 10 ÷ 20 In. Han demostrado su eficacia al trabajar en circuitos con cargas activo-inductivas.

Además, los autómatas tienen tres tipos más de características estándar de tiempo-corriente que se utilizan para fines especiales:

1. "A" - para cableado largo con carga activa o protección de dispositivos semiconductores con un valor de 2 ÷ 3 In;

2. "K" - para cargas inductivas pronunciadas;

3. "Z" - para dispositivos electrónicos.

En la documentación técnica de diferentes fabricantes, la relación de actuación de corte para los dos últimos tipos puede diferir ligeramente.

Esta clase de dispositivos es capaz de conmutar corrientes más altas que los diseños modulares. Su carga puede alcanzar hasta 3,2 kiloamperios.

Se fabrican de acuerdo con los mismos principios que las estructuras modulares, pero, teniendo en cuenta los mayores requisitos para la transmisión de mayores cargas, se intenta darles dimensiones relativamente pequeñas y alta calidad técnica.

Estas máquinas están diseñadas para un funcionamiento seguro en instalaciones industriales. Por el valor de la corriente nominal, se dividen condicionalmente en tres grupos con la posibilidad de cambiar cargas de hasta 250, 1000 y 3200 amperios.

El diseño de su carcasa: modelos tripolares o tetrapolares.

Disyuntores de aire de potencia

Trabajan en instalaciones industriales y operan con corrientes muy altas de hasta 6,3 kiloamperios.

Estos son los dispositivos más complejos de dispositivos de conmutación de equipos de bajo voltaje. Se utilizan para la operación y protección de sistemas eléctricos como dispositivos de entrada y salida de aparamenta de alta potencia y para la conexión de generadores, transformadores, condensadores o grandes motores eléctricos.

En la imagen se muestra una representación esquemática de su estructura interna.

Aquí, ya se utiliza una doble ruptura del contacto de potencia y se instalan cámaras de arco con rejillas a cada lado de la desconexión.

La bobina de conmutación, el resorte de cierre, el motor de accionamiento para cargar el resorte y los elementos de automatización están involucrados en el algoritmo de operación. Para controlar las cargas que fluyen, se incorpora un transformador de corriente con un devanado de protección y medición.

Los disyuntores de equipos de alta tensión son dispositivos técnicos muy complejos y se fabrican estrictamente de forma individual para cada clase de tensión. Suelen ser usados.

Están obligados a:

alta fiabilidad;

seguridad;

velocidad;

facilidad de uso;

silencio relativo durante la operación;

costo óptimo.

Las cargas que se rompen durante la parada de emergencia van acompañadas de un arco muy fuerte. Para extinguirlo, se utilizan varios métodos, incluido romper el circuito en un entorno especial.

Este interruptor incluye:

sistema de contacto;

dispositivo de extinción de arco;

partes vivas;

cuerpo aislado;

mecanismo de manejo.

Uno de estos dispositivos de conmutación se muestra en la fotografía.

Para una operación de alta calidad del circuito en tales diseños, además del voltaje de operación, tenga en cuenta:

el valor nominal de la corriente de carga para su transmisión confiable en el estado encendido;

la corriente máxima de cortocircuito en función del valor efectivo que puede soportar el mecanismo de disparo;

componente admisible de la corriente aperiódica en el momento de la interrupción del circuito;

la posibilidad de reenganche automático y la provisión de dos ciclos AR.

De acuerdo con los métodos de extinción del arco durante el apagado, los interruptores automáticos se clasifican en:

petróleo;

Aspirar;

aire;

SF6;

autogás;

electromagnético;

autoneumático

Para una operación confiable y conveniente, están equipados con un mecanismo de accionamiento que puede usar uno o más tipos de energía o combinaciones de los mismos:

resorte amartillado;

carga levantada;

presión de aire comprimido;

pulso electromagnético del solenoide.

Dependiendo de las condiciones de uso, pueden diseñarse para operar bajo voltaje de uno a 750 kilovoltios inclusive. Naturalmente, tienen un diseño diferente. dimensiones, capacidades automáticas y de control remoto, configuraciones de protección para una operación segura.

Los sistemas auxiliares de dichos interruptores automáticos pueden tener una estructura ramificada muy compleja y colocarse en paneles adicionales en edificios técnicos especiales.

circuitos de CC

Estas redes también tienen una gran cantidad de interruptores automáticos con diferentes capacidades.

Equipos eléctricos hasta 1000 voltios

Aquí, los dispositivos modulares modernos que se pueden montar en un riel Din se están introduciendo masivamente.

Complementan con éxito las clases de autómatas antiguos como , AE y otros similares, que se fijaban en las paredes de los escudos con conexiones roscadas.

Los diseños modulares de CC tienen el mismo diseño y principio operativo que sus contrapartes de CA. Pueden ser realizados por uno o varios bloques y se seleccionan según la carga.

Equipos eléctricos por encima de 1000 voltios

Los disyuntores de alta tensión para corriente continua funcionan en plantas de electrólisis, instalaciones industriales metalúrgicas, transporte ferroviario y urbano electrificado y empresas de energía.

Los principales requisitos técnicos para el funcionamiento de dichos dispositivos corresponden a sus análogos en corriente alterna.

interruptor híbrido

Los científicos de la empresa sueco-suiza ABB lograron desarrollar un interruptor de CC de alto voltaje que combina dos estructuras de energía en su dispositivo:

1. SF6;

2. vacío.

Se denomina híbrido (HVDC) y utiliza la tecnología de extinción de arco secuencial en dos ambientes a la vez: hexafluoruro de azufre y vacío. Para ello se monta el siguiente dispositivo.

El voltaje se aplica a la barra colectora superior del interruptor automático de vacío híbrido, y el voltaje se elimina de la barra colectora inferior del interruptor automático de SF6.

Las partes de potencia de ambos dispositivos de conmutación están conectadas en serie y controladas por sus unidades individuales. Para que funcionen simultáneamente, se creó un dispositivo de control de operaciones coordinadas sincronizadas, que transmite comandos a un mecanismo de control con fuente de alimentación independiente a través de un canal de fibra óptica.

Mediante el uso de tecnologías de alta precisión, los desarrolladores del diseño lograron lograr una consistencia en las acciones de los actuadores de ambas unidades, que se ajusta a un intervalo de tiempo de menos de un microsegundo.

El interruptor automático está controlado por una unidad de protección de relé integrada en la línea de alimentación a través de un repetidor.

El interruptor automático híbrido hizo posible aumentar significativamente la eficiencia de las estructuras compuestas de SF6 y de vacío mediante el uso de sus características combinadas. Al mismo tiempo, fue posible obtener ventajas sobre otros análogos:

1. la capacidad de apagar de manera confiable las corrientes de cortocircuito a alto voltaje;

2. la posibilidad de un pequeño esfuerzo para cambiar los elementos de potencia, lo que permitió reducir significativamente las dimensiones y. respectivamente, el costo del equipo;

3. la disponibilidad de varios estándares para la creación de estructuras que funcionan como parte de un interruptor de circuito separado o dispositivos compactos en una subestación;

4. capacidad para eliminar las consecuencias de un voltaje de restauración que aumenta rápidamente;

5. la posibilidad de formar un módulo básico para trabajar con voltajes de hasta 145 kilovoltios y superiores.

Una característica distintiva del diseño es la capacidad de romper el circuito eléctrico en 5 milisegundos, lo que es prácticamente imposible de realizar con dispositivos de potencia de otros diseños.

El dispositivo de disyuntor híbrido fue nombrado uno de los diez mejores diseños del año por la Encuesta de tecnología del MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts).

Otros fabricantes de equipos eléctricos también se dedican a estudios similares. También lograron ciertos resultados. Pero ABB está por delante de ellos en este asunto. Su gerencia cree que se producen grandes pérdidas durante la transmisión de electricidad CA. Se pueden reducir significativamente mediante el uso de circuitos de CC de alto voltaje.