Napięcie prądu stałego wyłącznika. Maszyny elektryczne

Wyłączniki automatyczne prąd stały służą do odłączania obwodu pod obciążeniem. W podstacjach trakcyjnych wyłączniki służą do odłączania linii zasilających 600 V podczas przeciążeń i prądów zwarcie oraz do odcinania prądu wstecznego jednostek prostownikowych w przypadku odwrotnego zapłonu lub awarii zaworu (tj. wewnętrznych zwarć podczas równoległej pracy jednostek).

Łuk elektryczny gaszony jest przez automatyczne wyłączniki w powietrzu na rogach łukowych. Wydłużenie łuku można wykonać przez wdmuchiwanie magnetyczne lub w komorach z wąskimi szczelinami.

We wszystkich przypadkach rozłączenia obwodu i powstania łuku elektrycznego następuje naturalny ruch łuku w górę wraz z ruchem ogrzanego przez niego powietrza, czyli podmuch termiczny.

Głównie używany wyłączniki szybkoobrotowe.

Ryż. 1. Oscylogramy prądu i napięcia przy wyłączeniu prądu zwarciowego: a - wyłącznikiem nieszybko działającym, b - wyłącznikiem szybkodziałającym

Całkowity czas T wyłączenia przez wyłącznik prądu zwarciowego lub przeciążeniowego składa się z trzech głównych części (rys. 1):

T \u003d to + t 1 + t 2

gdzie t0 jest czasem narastania prądu w odłączonym obwodzie do wartości prądu nastawionego, tj. do wartości, przy której zadziała wyzwalacz wyłącznika; t1 to czas otwarcia wyłącznika, tj. czas od momentu osiągnięcia nastawionego prądu do momentu rozpoczęcia rozchodzenia się styków wyłącznika; t2 - czas palenia się łuku.

Czas narastania prądu w obwodzie t0 zależy od parametrów obwodu i nastawy wyłącznika.

Samoistny czas otwarcia t1 zależny jest od typu wyłącznika: dla wyłączników zwłocznych samoistny czas otwarcia zawiera się w przedziale 0,1-0,2 s, dla wyłączników szybkich 0,0015-0,005 s.

Czas palenia się łuku t2 zależy od wielkości przerywanego prądu i charakterystyki urządzeń gaszących łuk wyłącznika.

Całkowity czas wyłączenia łącznika nieszybkiego zawiera się w przedziale 0,15-0,3 s, szybko działającego 0,01-0,03 s.

Wyłącznik szybki, dzięki swojemu krótkiemu czasowi zadziałania, ogranicza maksymalną wartość prądu zwarciowego w chronionym obwodzie.

W podstacjach trakcyjnych stosuje się szybkie automatyczne wyłączniki prądu stałego: VAB-2, AB-2/4, VAT-43, VAB-20, VAB-20M, VAB-28, VAB-36 i inne.

Przełącznik VAB-2 jest spolaryzowany, tzn. reaguje na prąd tylko w jednym kierunku - do przodu lub do tyłu, w zależności od ustawienia przełącznika.

Na ryc. 2 przedstawia mechanizm elektromagnetyczny wyłącznika DC.

Ryż. Rys. 2. Mechanizm elektromagnetyczny wyłącznika VAB-2: a - odcinek wyłącznika, b - granice granicznego zużycia styków wyłącznika VAB-2, (A - minimalna grubość styk stały 6 mm, B - minimalna grubość styku ruchomego 16 mm); 1 - cewka trzymająca, 2 - obwód magnetyczny, 3 - cewka przełączająca, 4 - zwora magnetyczna, 5 - górny pręt stalowy, 6 - kotwica, 7 - cewka jarzma głównego, 8 - cewka kalibracyjna, 9 - obwód magnetyczny w kształcie litery U, 10 - wyjście prądowe, 11 - śruba nastawcza, 12 - płytka bocznikowa, 13 - połączenie elastyczne, 14 - ogranicznik, 15 - dźwignia zwory, 16 - oś dźwigni zwory, 17 - styk stały, 18 - styk ruchomy, 19 - dźwignia stykowa, 20 - dźwignia styku osiowego, 21 - oś z rolką, 22 - dźwignia oporowa, 23 - sprężyny rozwierające, 24 - drążek, 25 - śruby regulacyjne, 26 - wspornik, 27 - rdzeń cewki podtrzymującej

Dźwignia twornika 15 (ryc. 2, a) obraca się wokół osi 16, przechodząc przez górną stalową belkę 5. W dolnej części dźwigni 15, składającej się z dwóch policzków siluminowych, zaciśnięta jest stalowa kotwa 6, a w W górnej części znajduje się tuleja dystansowa o osi 20, wokół której obraca się dźwignia stykowa 19, wykonana z zestawu płyt duraluminium.

W górnej części dźwigni stykowej zamocowany jest styk ruchomy 18, a na dole stopka miedziana z elastycznym połączeniem 13, za pomocą której styk ruchomy jest połączony z główną cewką prądową 7 i przez nią do wyjście 10. Do dolnej części dźwigni stykowej z obu stron przymocowane są ograniczniki 14, a po prawej stronie stalowa oś z rolką 21, do której z jednej strony przymocowane są dwie sprężyny otwierające 23. Z drugiej strony ręcznie sprężyny otwierające są mocowane za pomocą śrub regulacyjnych 25 we wsporniku 26, który jest nieruchomo zamontowany na stalowej belce 5.

W położeniu wyłączonym układ dźwigni (dźwignia zwory i dźwignia styku) jest obracany przez rozłączenie sprężyn 23 wokół osi 16, aż zwora 6 zatrzyma się na lewym pręcie obwodu magnetycznego w kształcie litery U.

3 cewki załączające i trzymające 1 wyłącznika zasilane są przez własne potrzeby prąd stały.

Aby włączyć wyłącznik, należy najpierw zamknąć obwód cewki podtrzymującej 1, a następnie obwód cewki zamykającej 3. Kierunek prądu w obu cewkach musi być taki, aby wytworzone przez nie strumienie magnetyczne były dodawane do prawy rdzeń rdzenia obwodu magnetycznego 9, który służy jako rdzeń cewki zamykającej; wtedy zwora 6 zostanie przyciągnięta do rdzenia cewki przełączającej, tj. będzie w pozycji „Wł.”. W takim przypadku oś 20 wraz z dźwignią stykową 19 obróci się w lewo, sprężyny otwierające 23 rozciągną się i będą miały tendencję do obracania dźwigni stykowej 19 wokół osi 20.

Gdy przełącznik jest wyłączony, zwora magnetyczna 4 leży na końcu rdzenia cewki zamykającej, a po włączeniu przełącznika jest przyciągana do końca rdzenia przez całkowity strumień magnetyczny cewki zamykającej i trzymającej . Zwora magnetyczna 4 jest połączona za pomocą pręta 24 z dźwignią blokującą 22, która zapobiega obracaniu się dźwigni stykowej, dopóki styk ruchomy nie zatrzyma się względem styku nieruchomego. Dlatego między głównymi stykami pozostaje szczelina, którą można regulować zmieniając długość pręta 24 i powinna wynosić 1,5-4 mm.

Jeśli napięcie zostanie usunięte z cewki przełączającej, wówczas siły elektromagnetyczne utrzymujące zworę 4 w przyciąganej pozycji zmniejszą się, a sprężyny 23 za pomocą dźwigni blokującej 22 i pręta 24 oderwą zworę od końca rdzenia cewkę przełączającą i obracać dźwignię styków, aż styki główne się zamkną. Dlatego styki główne zamkną się dopiero po otwarciu obwodu cewki zamykającej.

W ten sposób w wyłącznikach VAB-2 realizowana jest zasada swobodnego wyzwalania. Odstęp między zworą magnetyczną 4 (inaczej zwaną zworą swobodnego wyzwalania) a końcem rdzenia cewki zamykającej w pozycji włączonej wyłącznika musi mieścić się w granicach 1,5-4 mm.

Obwód sterowania zapewnia dostarczanie krótkotrwałego impulsu prądowego do cewki zamykającej, którego czas trwania wystarcza tylko na przestawienie twornika w położenie „Włączone”. Obwód cewki zamykającej jest wtedy automatycznie otwierany.

Obecność darmowej wycieczki można sprawdzić w następujący sposób. Kartka papieru jest umieszczona pomiędzy głównymi stykami i stycznik jest zamknięty. Przełącznik jest włączony, ale gdy styk stycznika jest zamknięty, styki główne nie powinny się zamykać i można swobodnie wyjąć kartkę ze szczeliny między stykami. Gdy tylko styk stycznika jest otwarty, zwora magnetyczna zostanie oderwany od końca rdzenia cewki zamykającej, a styki główne zamkną się. W takim przypadku papier zostanie wciśnięty między styki i nie będzie można go usunąć.

Po włączeniu przełącznika słychać charakterystyczne podwójne uderzenie: pierwszy - od zderzenia zwory i rdzenia cewki przełączającej, drugi - od zderzenia zamkniętych styków głównych.

Polaryzacja wyłącznika polega na doborze kierunku prądu w cewce podtrzymującej w zależności od kierunku prądu w głównej cewce prądowej.

Aby wyłącznik otwierał obwód, gdy zmienia się kierunek prądu w nim, kierunek prądu w cewce trzymającej jest wybierany tak, aby strumienie magnetyczne wytwarzane przez cewkę trzymającą i główną cewkę prądową pokrywały się w kierunku w rdzeń cewki zamykającej. Dlatego przy prądzie płynącym w kierunku do przodu, prąd obwodu głównego będzie pomagał w utrzymaniu wyłącznika w pozycji zamkniętej.

W trybie awaryjnym, gdy kierunek prądu głównego zostanie odwrócony, kierunek strumienia magnetycznego wytwarzanego przez cewkę prądu głównego w rdzeniu cewki przełączającej ulegnie zmianie, tj. strumień magnetyczny cewki prądu głównego będzie skierowany w kierunku przeciwnym strumień magnetyczny cewki trzymającej i przy określonej wartości prądu głównego rdzeń cewki przełączającej rozmagnesowuje się, a sprężyny wyzwalające wyzwalają wyłącznik. O szybkości działania decyduje w większym stopniu fakt, że podczas gdy strumień magnetyczny maleje w rdzeniu cewki przełączającej, to w rdzeniu głównej cewki prądowej strumień magnetyczny wzrasta.

Aby wyłącznik otwierał obwód, gdy prąd wzrasta powyżej ustawionego prądu w kierunku do przodu, kierunek prądu w cewce trzymającej jest tak dobrany, aby strumień magnetyczny cewki trzymającej w rdzeniu cewki zamykającej jest skierowany przeciwko strumieniowi magnetycznemu głównej cewki prądowej, gdy przepływa przez nią prąd przewodzenia. W tym przypadku wraz ze wzrostem prądu głównego rozmagnesowanie rdzenia cewki zamykającej wzrasta, a przy określonej wartości prądu głównego, równej lub większej niż prąd nastawczy, wyłącznik wyłącza się.

Prąd nastawczy w obu przypadkach jest kontrolowany poprzez zmianę wartości prądu cewki trzymającej i zmianę szczeliny δ1.

Aktualna wartość cewki trzymającej jest regulowana poprzez zmianę wartości rezystancji dodatkowej włączonej szeregowo z cewką.

Zmiana szczeliny δ1 zmienia rezystancję strumienia magnetycznego głównej cewki prądowej. Wraz ze spadkiem szczeliny δ1 rezystancja magnetyczna maleje, a w konsekwencji zmniejsza się wartość prądu wyłączającego. Zmiana szczeliny δ1 odbywa się za pomocą śruby regulacyjnej 11.

Szczelina δ2 między ogranicznikami 14 a policzkami dźwigni zwory 15 w pozycji włączonej przełącznika charakteryzuje jakość zamknięcia styków głównych i powinna wynosić 2-5 mm. Zakład produkuje zwrotnice ze szczeliną δ2 równą 4-5 mm. Wartość szczeliny δ2 określa kąt obrotu dźwigni stykowej 19 wokół osi 20.

Brak szczeliny δ2 (ograniczniki 14 stykają się z policzkami dźwigni zwory 15) wskazuje na słaby kontakt lub brak kontaktu między głównymi stykami. Szczelina δ2 mniejsza niż 2 lub większa niż 5 mm wskazuje, że styki główne stykają się tylko na dolnej lub górnej krawędzi. Szczelina δ2 może być niewielka ze względu na duże zużycie styków, które w tym przypadku są wymieniane.

Jeżeli wymiary styków są wystarczające, regulacja szczeliny δ2 odbywa się poprzez przesunięcie całego mechanizmu przełączającego wzdłuż ramy przełącznika. Aby przesunąć mechanizm, zwalniane są dwie śruby, za pomocą których mechanizm jest przymocowany do ramy.

Odległość między głównymi stykami w pozycji otwartej powinna wynosić 18-22 mm. Zaciśnięcie styków głównych dla wyłączników o prądzie znamionowym do 2000 A włącznie musi mieścić się w zakresie 20-26 kg, a dla wyłączników o prądzie znamionowym 3000 A - w granicach 26-30 kg.

Na ryc. 2, b przedstawia ruchomy układ wyłącznika z oznaczeniem granicy granicznego zużycia styków. Kontakt ruchomy uważa się za zużyty, gdy wymiar B jest mniejszy niż 16 mm, a kontakt stały uważa się za zużyty, gdy wymiar A jest mniejszy niż 6 mm.

Na ryc. 3 przedstawia szczegółowy schemat sterowania wyłącznikiem VAB-2. Układ zapewnia dostarczenie impulsu krótkotrwałego do cewki przełączającej i nie pozwala na wielokrotne ponowne załączanie przy dłuższym wciśnięciu przycisku zasilania, czyli zabezpiecza przed „głosem”. Cewka trzymająca jest cały czas pod napięciem.

Aby włączyć przełącznik, naciśnij przycisk „On”, zamykając w ten sposób obwód cewek stycznika K i blokującego RB. W tym przypadku uruchamiany jest tylko stycznik, który zamyka obwód cewki zamykającej VK.

Gdy tylko zwora znajdzie się w pozycji „On”, zamykające się styki pomocnicze wyłącznika BA zamkną się, a styki otwierające się otworzą. Jeden ze styków pomocniczych bocznikuje cewkę stycznika K, co spowoduje przerwanie obwodu cewki zamykającej. W takim przypadku całe napięcie sieciowe zostanie podane na cewkę przekaźnika blokującego RB, który po pobudzeniu przez swoje styki ponownie bocznikuje cewkę stycznika.

Aby ponownie zamknąć wyłącznik, otwórz przycisk zasilania i ponownie go zamknij.

Rezystancja rozładowania CP, połączona równolegle z cewką podtrzymującą DC, służy do zmniejszenia przepięcia, gdy obwód cewki jest otwarty. Regulowana rezystancja diody LED umożliwia zmianę prądu cewki trzymającej.

Prąd znamionowy cewki trzymającej przy napięciu 110 V wynosi 0,5 A, a prąd znamionowy cewki zamykającej przy tym samym napięciu i połączenie równoległe obie sekcje - 80 a.

Ryż. 3. Schemat połączeń sterowanie przełącznikiem VAB-2: Wył. - przycisk otwierania, DK - cewka trzymająca, SD - rezystancja dodatkowa, CP - rezystancja rozładowania, BA - styki pomocnicze wyłącznika, LK, LZ - lampki sygnalizacyjne czerwone i zielone, W komp. - przycisk zasilania, K - stycznik i jego styk, RB - przekaźnik blokujący i jego styk, VK - cewka zamykająca, AP - wyłącznik automatyczny

Dopuszczalne są wahania napięcia obwodów roboczych od -20% do +10% napięcia znamionowego.

Całkowity czas wyłączenia obwodu wyłącznikiem VAB-2 wynosi 0,02-0,04 sek.

Wygaszenie łuku w przypadku zerwania wyłącznika pod obciążeniem następuje w komorze łukowej za pomocą podmuchu magnetycznego.

Magnetyczna cewka wybuchowa jest zwykle połączona szeregowo z głównym stałym stykiem wyłącznika i jest cewką głównej szyny prądowej, wewnątrz której znajduje się rdzeń wykonany z taśmy stalowej. Aby skoncentrować pole magnetyczne w strefie powstawania łuku na stykach, rdzeń magnetycznej cewki nadmuchowej wyłączników posiada nabiegunniki.

Komora gaszenia łuku (ryc. 4) jest płaską skrzynką wykonaną z cementu azbestowego, wewnątrz której wykonane są dwie podłużne przegrody 4. W komorze jest zainstalowany róg 1, wewnątrz którego przechodzi oś obrotu komory. Ten klakson jest elektrycznie połączony z ruchomym stykiem. Drugi klakson 7 jest zamocowany na stałym styku. Aby zapewnić szybkie przejście łuku z ruchomego styku do tuby 1, odległość tuby od kontaktu nie powinna przekraczać 2-3 mm.

Łuk elektryczny, który powstał podczas wyłączania między stykami 2 i 6 pod wpływem silnego pola magnetycznego cewki podmuchu magnetycznego 5, jest szybko wydmuchiwany na rogi 1 i 7, wydłuża się, jest chłodzony przez nadchodzący strumień powietrza i ściany komory w wąskie szczeliny między przegrodami i szybko gaśnie. Zaleca się włożenie płytek ceramicznych w ściany komory w strefie gaszenia łuku.

Komory do gaszenia łuku wyłączników na napięcia 1500 V i wyższe (rys. 5) różnią się od komór na napięcia 600 V dużymi gabarytami i obecnością otworów w ścianach zewnętrznych do uwalniania gazów i dodatkowego pola magnetycznego urządzenie wybuchowe.

Ryż. 4. Komora gaszenia łuku wyłącznika VAB-2 na napięcie 600 V: 1 i 7 - buczki, 2 - styk ruchomy, 3 - ściany zewnętrzne, 4 - przegrody wzdłużne, 5 - cewka nadmuchowa magnetyczna, 6 - styk stały

Ryż. Rys. 5. Komora gaszenia łuku wyłącznika VAB-2 na napięcie 1500 V: a - układ komory, b - obwód gaszenia łuku z dodatkowym nadmuchem magnetycznym; 1 - styk ruchomy, 2 - styk stały, 3 - magnetyczna cewka nadmuchowa, 4 i 8 - syreny, 5 i 6 - syreny pomocnicze, 7 - magnetyczna cewka nadmuchowa pomocnicza, I, II, III, IV - położenie łuku podczas gaszenia

Dodatkowe urządzenie do nadmuchu magnetycznego składa się z dwóch rogów pomocniczych 5 i 6, pomiędzy którymi połączona jest cewka 7. W miarę wydłużania się łuku zaczyna się on zamykać przez rogi pomocnicze i cewkę, która pod wpływem przepływającego przez nią prądu tworzy dodatkowy nadmuch magnetyczny. Wszystkie komory posiadają na zewnątrz metalowe listwy słupowe.

W celu szybkiego i stabilnego wygaszenia łuku rozbieżność styków musi wynosić co najmniej 4-5 mm.

Korpus wyłącznika wykonany jest z materiału niemagnetycznego - siluminu - i jest połączony z ruchomym stykiem, dzięki czemu podczas pracy znajduje się pod pełnym napięciem roboczym.

Przełącz automatyczne szybkie DC VAT-42

Działanie wyłączników prądu stałego

Podczas pracy konieczne jest monitorowanie stanu głównych styków. Spadek napięcia między nimi przy obciążeniu znamionowym powinien mieścić się w granicach 30 mV.

Styki są czyszczone z tlenku szczotką drucianą (szczotka szczotkująca). Gdy pojawia się zwiotczenie, usuwa się je pilnikiem, jednak nie należy piłować styków w celu przywrócenia ich pierwotnego płaskiego kształtu, ponieważ prowadzi to do ich szybkiego zużycia.

Konieczne jest okresowe czyszczenie ścianek komory gaszenia łuku ze złóż miedzi i węgla.

Podczas rewizji wyłącznika prądu stałego sprawdzana jest izolacja cewek podtrzymujących i przełączających w stosunku do korpusu oraz rezystancja izolacji ścianek komory gaszeniowej. Izolacja komory łukowej jest sprawdzana poprzez doprowadzenie napięcia pomiędzy główne styki ruchome i nieruchome przy zamkniętej komorze.

Przed uruchomieniem wyłącznika po naprawie lub przechowywanie długoterminowe jego komora musi być suszona przez 10-12 godzin w temperaturze 100-110 ° C.

Po wysuszeniu komorę montuje się na wyłączniku i mierzy się rezystancję izolacji pomiędzy dwoma punktami komory naprzeciw styków ruchomych i nieruchomych, gdy są one otwarte. Rezystancja ta musi wynosić co najmniej 20 mΩ.

Ustawienia przełączników są kalibrowane w laboratorium prądem otrzymywanym z generatora niskonapięciowego o napięciu znamionowym 6-12 V.

W podstacji przełączniki są kalibrowane prądem obciążenia lub za pomocą reostatu obciążenia przy napięciu znamionowym 600 V. Metodę kalibracji wyłączników prądu stałego można zalecić za pomocą cewki kalibracyjnej składającej się z 300 zwojów drutu PEL o średnicy 0,6 mm, zamontowanej na rdzeniu głównej cewki prądowej. Przepuszczając prąd stały przez cewkę, wartość ustawienia prądu jest ustalana przez liczbę zwojów amperów w momencie wyłączenia przełącznika. Łączniki pierwszej wersji, produkowane wcześniej, różnią się od łączników drugiej wersji obecnością amortyzatora olejowego.

Po raz pierwszy w asortymencie MPO Elektromontazh pojawiły się automatyczne wyłączniki do przełączania i zabezpieczania obwodów prądu stałego przed zwarciami i przeciążeniami.

Zasadniczo, w sytuacji awaryjnej, „zmienny” automat można również umieścić w „stałym” obwodzie, ale ostrożnie przelicz prąd znamionowy o 1,3-1,9 razy więcej, ponieważ gdy płynie prąd stały, zauważalnie więcej nagrzewa się przewodników, w tym wewnątrz urządzenia. Ale dlaczego, skoro teraz mają już specjalnie zaprojektowane i zaprojektowane.

Są to modele Schneider Electric C32 H-DC, dwubiegunowe, o zdolności wyłączania 10 kA, przeznaczone do prądów znamionowych 2, 3, 6 i 10 A (nr K8012-K8015 wg naszego cennika). Charakterystyka wyzwalania - C (rodzaj wyzwalania bezzwłocznego, czyli zależność czasu wyłączenia obciążenia od wielkości prądu w obwodzie głównym maszyny), czyli nastawa wyzwalacza elektromagnetycznego - w zakresie od 5 do 10 wartości ​​​​prądu znamionowego - In. Ustawienie termiczne — (1,13–1,45) In. Takie parametry są typowe dla sieci i instalacji oświetleniowych o umiarkowanych prądach rozruchowych. Mogą to być systemy automatyki i sterowania procesów przemysłowych, transport, energia odnawialna.

W przypadku przełączników prądu stałego istnieje niewzruszony wymóg: należy przestrzegać biegunowości podłączenia zasilania, zgodnie z oznaczeniem na urządzeniu.

Automaty do pracy ciągłej i prąd przemienny różnią się nie tylko wielkością styków - w pierwszym są mocniejsze, a konstrukcja zabezpieczenia (liczba zwojów i średnica drutu) jest nieco inna.

Ale najważniejsze jest to, że stałe pole magnetyczne w cewkach urządzenia ochronnego oddziałuje na rdzeń nie tylko wielokrotnie silniej niż naprzemienny, który zmienia natężenie z częstotliwością 50 Hz. Wytwarza, w zależności od biegunowości, albo ciągnący, albo pchający moment mechaniczny. Nie możesz się pomylić.

Nasze nowe maszyny montowane są na szynie DIN, rozmiar - 2 moduły (36 mm), wymiary 81x76 mm, waga 250g.

Wyłączniki modułowe prądu stałego, lub prościej automaty, znajdują zastosowanie w sieciach elektrycznych i instalacjach elektrycznych, szafach telekomunikacyjnych, panelach automatyki. Dlaczego nazywa się je modułowymi? Chodzi o to, że są one dostępne w standardowych kompaktowych obudowach i są modułami jednobiegunowymi, które mogą składać się z urządzeń jednobiegunowych, dwubiegunowych lub trzybiegunowych. Zgodnie z obowiązującym standardem szerokość jednego takiego słupa wynosi 17,5 mm.

Wyłącznik prądu stałego różni się od zwykłego wyłącznika tym, że automatycznie przerywa obwód w przypadku zwarcia lub przeciążenia. Konstrukcja urządzenia obejmuje kilka głównych elementów:

Wiele osób wie ze szkolnego kursu fizyki, że prąd może być zmienny i stały. Jeśli nadal możemy powiedzieć coś z całą pewnością o stosowaniu prądu przemiennego (wszystkie domowe odbiorniki elektryczne zasilane są prądem przemiennym), to o prądzie stałym praktycznie nic nie wiemy. Ale ponieważ istnieją sieci prądu stałego, są też konsumenci, a zatem potrzebna jest również ochrona takich sieci. Gdzie znajdują się odbiorcy prądu stałego i jaka jest różnica między urządzeniami zabezpieczającymi dla tego rodzaju prądu, rozważymy w tym artykule.

Żaden z typów prąd elektryczny nie „lepszy” od drugiego – każdy nadaje się do określonych zadań: prąd zmienny idealnie nadaje się do wytwarzania, przesyłania i dystrybucji energii elektrycznej na duże odległości, natomiast prąd stały znajduje zastosowanie w specjalnych obiektach przemysłowych, instalacjach energia słoneczna, centra danych, podstacje elektryczne itp.

Szafa rozdzielcza stałego prądu roboczego podstacji elektrycznej

Zrozumienie różnic między AC i DC zapewnia jasne zrozumienie wyzwań stojących przed wyłącznikami DC. Prąd przemienny o częstotliwości przemysłowej (50 Hz) zmienia kierunek w obwodzie elektrycznym 50 razy na sekundę i tyle samo razy „przechodzi” przez wartość zerową. To „przejście” wartości prądu przez zero przyczynia się do szybkiego wygaśnięcia łuku elektrycznego. W obwodach prądu stałego wartość napięcia jest stała - podobnie jak kierunek prądu jest stały w czasie. Fakt ten znacznie komplikuje gaszenie łuku prądu stałego i dlatego wymaga specjalnych rozwiązań konstrukcyjnych.

Połączone wykresy trybów normalnych i przejściowych po odłączeniu: a) prąd przemienny; b) prąd stały

Jednym z takich rozwiązań jest zastosowanie magnesu trwałego (3). Ruch łuku w polu magnetycznym jest jedną z metod gaszenia w urządzeniach do 1 kV i znajduje zastosowanie w modułowych wyłącznikach automatycznych. Łuk elektryczny, który jest zasadniczo przewodnikiem, podlega działaniu pola magnetycznego i jest wciągany do komory łukowej, gdzie ostatecznie zanika.

1 - ruchomy kontakt
2 - kontakt stały
3 - lutowanie stykowe zawierające srebro
4 - magnes
5 - komora łukowa
6 - wspornik

Należy przestrzegać polaryzacji

Inną i być może kluczową różnicą między wyłącznikami AC i DC jest obecność polaryzacji w tych ostatnich.

Schematy połączeń dla jedno- i dwubiegunowego wyłącznika DC

Jeśli zabezpieczasz jednofazową sieć prądu przemiennego za pomocą wyłącznika dwubiegunowego (z dwoma chronionymi biegunami), nie ma znaczenia, który z biegunów należy podłączyć do przewodu fazowego lub neutralnego. Podczas podłączania wyłączników do sieci prądu stałego należy przestrzegać prawidłowej polaryzacji. Przy podłączeniu jednobiegunowego rozłącznika DC napięcie zasilające podawane jest na zacisk „1”, a przy podłączeniu dwubiegunowego rozłącznika DC na zaciski „1” i „4”.

Dlaczego to takie ważne? Widzieć wideo. Autor filmu przeprowadza kilka testów z 10-amperowym przełącznikiem:

1. Włączenie przełącznika w sieci pod względem biegunowości - nic się nie dzieje.
2. Przełącznik jest instalowany w sieci z odwrotną polaryzacją; parametry sieci U = 376 V, I = 7,5 A. W efekcie: silna emisja dymu z późniejszym zapłonem wyłącznika.
3. Przełącznik jest instalowany z uwzględnieniem biegunowości, a prąd w obwodzie wynosi 40 A, co jest 4-krotnością jego wartości znamionowej. Ochrona termiczna, jak powinno, po kilku sekundach otworzył zabezpieczony obwód.
4. Ostatni i najcięższy test został przeprowadzony przy tej samej 4-krotnej przetężeniu i odwrotnej polaryzacji. Na wynik nie trzeba było długo czekać - natychmiastowy zapłon.

Tak więc wyłączniki prądu stałego są urządzeniami zabezpieczającymi stosowanymi w obiektach alternatywnych źródeł energii, systemach automatyki i sterowania procesami przemysłowymi itp. Specjalne wersje charakterystyk ochronnych Z, L, K pozwalają chronić zaawansowane technologicznie urządzenia przedsiębiorstw przemysłowych.