Wie Ströme für Leistungsschalter berücksichtigt werden

Der durch den Leistungsschalter fließende Strom wird nach dem bekannten Ohmschen Gesetz durch den Wert der angelegten Spannung bestimmt, bezogen auf den Widerstand des angeschlossenen Stromkreises. Diese theoretische Position der Elektrotechnik ist die Grundlage für den Betrieb jeder Maschine.

In der Praxis wird die Netzspannung, beispielsweise 220 Volt, von automatischen Geräten der Energieversorgungsorganisation innerhalb der durch staatliche Normen festgelegten Normen unterstützt, sie variiert geringfügig innerhalb dieses Bereichs. Über GOST hinauszugehen gilt als Fehlfunktion, als Unfall.

Der Leistungsschalter schneidet in das Phasendraht der Stromversorgung von Lampen, Steckdosen und anderen Verbrauchern. Wenn der Elektrorasierer zuerst aus der Steckdose und dann aus dem Waschstaubsauger gespeist wird, fließt in beiden Fällen ein Strom in einem geschlossenen Kreislauf zwischen Phase und Null durch die Maschine.

Im ersten Fall ist es jedoch relativ klein, und im zweiten Fall ist es von Bedeutung: Diese Geräte unterscheiden sich im Widerstand. Sie erzeugen eine andere Last. Sein Wert wird ständig durch den Schutz der Maschine überwacht und bei Abweichungen von der Norm abgeschaltet.

Wie Strom durch den Leistungsschalter fließt

Strukturell ist die Maschine so ausgelegt, dass der Strom auf nacheinander angeordnete Elemente wirkt. Dazu gehören:

• Kabelanschlussklemmen mit Klemmschrauben;

• Leistungskontakte mit einem mobilen und stationären Teil;

• Bimetall-Thermofreisetzungsplatte;

• Kurzschlussstrom-Abschaltelektromagnet;

• Stromleitungen anschließen.

Der Strompfad durch den Leistungsschalter ist im Bild durch herkömmliche rote Pfeile dargestellt.

Die beweglichen Leistungskontakte werden gegen die stationären gedrückt, wodurch erst dann ein kontinuierlicher Stromkreis entsteht, wenn der Bediener den Steuerhebel manuell dreht. Voraussetzung für die Aufnahme ist das Fehlen von Notfallsituationen im Schaltkreis. Wenn sie angezeigt werden, beginnt der Schutz sofort mit der automatischen Abschaltung. Es gibt keine andere Möglichkeit, die Maschine einzuschalten.

Das Unterbrechen dieser Kontakte durch Abschalten der Versorgung der Verbraucher mit Phasenpotential kann jedoch auf zwei Arten erfolgen:

• manuell, Rückkehr in die Ausgangsposition des Steuerhebels;

• automatisch vom Auslösen von Schutzmaßnahmen.

Wie Strukturelemente eines Leistungsschalters entstehen und funktionieren

Leistungskontakte

Sie sind wie das gesamte Design des Leistungsschalters so ausgelegt, dass sie eine streng begrenzte Leistung übertragen. Es ist unmöglich, es zu überschreiten, da im umgekehrten Fall die Maschine ausfällt - sie brennt.

Die technische Eigenschaft, die die maximale Leistung begrenzt, die durch die Leistungskontakte fließt, ist eine Anzeige mit der Bezeichnung „Ultimate Breaking Capacity“. Es wird durch den Index "Icu" bezeichnet.

Der Wert des Endschaltvermögens des Leistungsschalters wird festgelegt, wenn er aus einer Standardreihe von Strömen entworfen wird, die normalerweise in Kiloampere gemessen werden. Zum Beispiel kann Icu 4 oder 6 oder sogar 100 oder mehr kA sein.

Dieser Wert wird direkt auf der Vorderseite der Maschine angezeigt, sowie andere Eigenschaften der Einstellungen für die aktuellen Werte.

Durch die Leistungskontakte der in der Abbildung gezeigten Maschine kann also ein elektrischer Strom von null bis 4000 Ampere sicher fließen. Der AB selbst hält ihm normalerweise stand und schaltet ihn im Notfall innerhalb der mit den Verbrauchern verbundenen Verkabelung aus.

Zu diesem Zweck wurde eine Unterscheidung zwischen den Strömen eingeführt, die durch Leistungskontakte fließen in:

1. nominal und funktionierend;

2. Notfall, einschließlich Überlast und Kurzschlüsse.

Was ist der Nennstrom des Leistungsschalters?

Jede Maschine ist für bestimmte technische Bedingungen ausgelegt. Es muss zuverlässig sicherstellen, dass der Betriebslaststrom sowohl durch die elektrische Verkabelung als auch durch die angeschlossenen Verbraucher fließt.

Bei der Auswahl eines Automaten für ein Haushaltsnetzwerk berücksichtigen Benutzer häufig die Leitfähigkeitseigenschaften der Verkabelung oder nur die Leistung von Elektrogeräten, was einen Fehler macht: Beide Probleme müssen umfassend analysiert werden. Denn ein Schalter ist ein automatisches Gerät, das bereits für den Betrieb eingestellt ist, wenn bestimmte Stromwerte erreicht sind.

Wenn diese Bedingungen noch nicht eingetreten sind und der Arbeitsstrom durch die Maschine geringer ist. als die untere Trenngrenze sind die Leistungskontakte zuverlässig geschlossen. Die Obergrenze dieses Betriebsbereichs wird üblicherweise als Nennstrom bezeichnet und bezeichnet In.

Die im Bild gezeigte Zahl „16“ bedeutet, dass die durch die Leistungskontakte fließenden Ströme bis einschließlich 16 Ampere vom Leistungsschalter über elektrische Leitungen zuverlässig an die angeschlossenen Verbraucher übertragen werden.

Dies ist eine Funktion der Maschine selbst. Und der Eigentümer der Elektroinstallation und der Serviceelektriker haben eine ganz andere Aufgabe - den richtigen Leistungsschalter für die Last und die Verkabelung im Komplex auszuwählen. Wenn diese 16 Ampere überschritten werden, treten tatsächlich Unterbrechungen des Schutzes auf, die so konfiguriert sind, dass sie mit verschiedenen Strömen arbeiten, die durch elektrische Algorithmen an den Nennwert „gebunden“ sind. Lesen Sie hier mehr darüber -Auswahl von Leistungsschaltern für eine Wohnung, ein Haus, eine Garage

Wie Schutz funktioniert

Alle Ströme, die größer als der Nennwert sind, lösen den Schutz aus. Sie werden Auslöseströme genannt, die mit Iav bezeichnet werden.

Für die automatische Abschaltung im Maschinengehäuse werden zwei Arten von Geräten montiert, die nach unterschiedlichen Abschaltprinzipien montiert sind:

1. Erhitzen und Biegen des Bimetalls unter Herausziehen des mechanischen Riegels aus dem Netz;

2. Ausklopfen der Verriegelung mit einem mechanischen Schlag durch den Kern des Elektromagneten.

Thermische Freisetzung

Es funktioniert aufgrund der Biegung der Bimetall-Verbundplatte beim Erhitzen durch den durch sie fließenden Strom und wird durch die Abgabe von Wärme an die Umgebung gekühlt.

Auf diese Freisetzung wird Wärmeenergie angewendet, die durch elektrischen Strom durch das vorbeiziehende Bimetall erzeugt wird. Sein Wert hängt, wie wir aus dem Joule-Lenz-Gesetz wissen, ab von:

1. elektrischer Widerstand der Schaltung;

2. Stromflussstärke;

3. und den Zeitpunkt seiner Auswirkungen.

Von diesen drei Parametern ändert sich der elektrische Widerstand im stationären Prozess praktisch nicht. Dies wird nur bei theoretischen Berechnungen berücksichtigt. Mit der Lastumschaltung ändert sich der Strom abrupt. Daher sind zwei weitere Parameter wichtiger:

1. die Größe des elektrischen Stroms;

2. Zeit seines Verlaufs.

Sie werden berücksichtigt Besonderheiten, die von diesen Komponenten aufgerufen werden - Zeit-Strom.

Durch die Stärke des durch die Maschine fließenden Stroms und den Zeitpunkt ihrer Wirkung wird nicht nur die Betriebszone der thermischen Freisetzung, sondern auch die elektromagnetische Abschaltung bestimmt.

Grundlage der Berechnungen ist der Wert des für die Leistungsschalterauslegung ausgewählten Nennstroms. Die Funktionsweise der Schutzvorrichtungen hängt von ihrer Vielzahl ab - dem Verhältnis des Durchlassstroms zum Nennstrom.

Da der Überstromschutz des Leistungsschalters über dem Nennstrom liegt, beträgt die Strommultiplizität immer I / In> 1.

Elektromagnetische Abschaltung

Die Schutzarbeiten basieren auf der ständigen Berücksichtigung von Strömen, die durch die Windungen der Elektromagnetwicklungen fließen. Wenn die Größe der Lasten den berechneten Nennwert nicht überschreitet, erzeugen die in jeder Windung fließenden Ströme ein Gesamtmagnetfeld, das die Haltekraft des mechanischen Stabes im Magnetgehäuse nicht überwinden kann.

Der Kopf des beweglichen Drückers wird nach innen gezogen und der bewegliche Leistungskontakt des Leistungsschalters wird fest auf den stationären Teil gedrückt.

Wenn die Stärke des Durchlassstroms den Nennstrom des Sollwerts überschreitet, überwindet das in der Spule gebildete Gesamtmagnetfeld abrupt die Stabhaltekraft. Er schießt und schlägt mit einem scharfen Schlag auf den Riegel, zieht ihn aus dem Gang.

Infolge des Anschlags wird der bewegliche Leistungskontakt des Leistungsschalters durch mechanische Energie des stationären Leistungsschalters scharf verworfen - der Stromkreis wird unterbrochen und die Versorgungsspannung wird vom angeschlossenen Stromkreis entfernt.

Wie sind die Schutzschalter konfiguriert?

Damit die Maschine dem Nennstrom klar standhält, ohne Fehlalarme zu erzeugen, wird ihr Schutz auf die berechneten Werte eingestellt.

Thermische Freisetzung

Bei der Auswahl der Standardstromeinstellung wird die Art der angeschlossenen Last berücksichtigt und gemäß der Formel Iust = kr ∙ kn ∙ In berechnet, wobei kr = 1,1 und kn die Betriebsbedingungen berücksichtigt. Es ist festgelegt in:

• 1.1 ÷ 1.3 für Stromkreise mit kurzfristiger Überlastung durch Starten von Elektromotoren oder ähnlichen Geräten;

• 1,1 - für ohmsche Stromkreise ohne Überlast oder für den Betrieb von Gleichstromkreisen.

Betrachten Sie als Beispiel die Schutzeigenschaften der thermischen Freisetzung eines alten Leistungsschalters A3120.

Im aktuellen Abschnitt vom 1,3- bis 10-fachen der In-Kennlinie wird durch die Kurve „a“ dargestellt, der Betrieb wird mit einer Zeitverzögerung ausgeführt, wodurch eine Betriebsreserve für angeschlossene Elektrogeräte entsteht. Mit zunehmender Last verringert sich ihre Abschaltzeit von einigen Minuten auf eine Sekunde.

Bei einer zehnfachen Belastung deaktiviert der thermische Auslöser A3120 die Leistungskontakte mit einer Zeit von etwa 0,01 Sekunden, wobei die in der Grafik gezeigten Parameter geringfügig durch die hellrote Farbzone variieren. Über das Zehnfache des Anstiegs der Betriebsströme kann der Schutz aufgrund der mechanischen Eigenschaften des Leistungsschalterdesigns nicht beschleunigt werden.

Elektromagnetische Abschaltung

Die Parameter der Zeit-Strom-Kennlinie für das elektromagnetische Abschaltorgan werden ebenfalls entsprechend dem Nennstrom eingestellt. In Haushaltsmaschinen wird der momentane Auslösestrom in drei Klassen unterteilt:

1. In, innerhalb von 3 ÷ 5 In liegend;

2. С - 5 ÷ 10 In;

3. D - 10 ÷ 20 In.

Für industrietechnische Geräte werden Leistungsschalter mit Klassen erstellt:

• A, ausgelöst bei niedrigeren Strömen als 3In;

• E und F - bei größeren Vielfachen als 20 In innerhalb verschiedener Grenzen.

Die beschriebene Arbeitsklasse von Haushaltsautomaten ist durch die Anforderungen von GOST R 50345—2010 legalisiert. Ausländische Hersteller verwenden ebenfalls eine ähnliche Aufteilung der sofortigen Abschaltungen, aber die aktuellen Normen und Abschaltzeiten können variieren, wie in den Normen ihrer Länder oder in der IEC 60947-2 festgelegt.

Strombegrenzungsklasse

Die Geschwindigkeit des Momentanstromschutzes des Leistungsschalters ist an die Frequenz der Sinusharmonischen des Industrienetzwerks gebunden und wird durch eine der folgenden Zahlen angegeben: 1, 2 oder 3. Diese Abbildung zeigt den Teil der Halbwelle der Standardharmonischen, während der die Auslösung erfolgen soll.

Eine Strombegrenzungsmaschine 3 ist die schnellste - sie arbeitet in 1/3 einer halben Periode. Das Merkmal 2 gibt die Hälfte und 1 die volle Länge der Halbwelle an.

Bedingungen zur Begrenzung der durch einen Leistungsschalter fließenden Ströme

Ein wichtiger Punkt beim Betrieb von Leistungsschaltern, die mit Lastströmen arbeiten, ist die Berücksichtigung des an sie angeschlossenen Stromkreises, der bereits einen bestimmten Widerstand aufweist. Sein Wert begrenzt den Betrieb der Abschaltung im Notfallmodus und ermöglicht irgendwann nicht mehr das rechtzeitige Entfernen der Versorgungsspannung von beschädigten Geräten.

Ein Beispiel für einen solchen Abschnitt ist der aktive Widerstand der Wicklung der Quelle des Versorgungstransformators mit allen angeschlossenen Kabeln und Drähten des Stromnetzes, die an Klemmenblöcken und Klemmen von Anschlusskästen und Schalttafeln bis zu den Kontakten der Wohnungssteckdose montiert sind. Die Experten rufen an Schleifenphase Null.

Um seinen Wert bei korrekter Einstellung und Funktion des Leistungsschalters zu berücksichtigen, werden spezielle Geräte verwendet - Widerstandsmesser dieser Schleife.

Ihre Messung ermöglicht es Ihnen, die durch den zusätzlichen Widerstand der Drähte verursachte Korrektur zu berücksichtigen, was bedeutet, dass Sie die Ströme, die im Notfallmodus durch die Leistungskontakte und den Schutz des Leistungsschalters fließen, genau berücksichtigen können.

Wie der Leistungsschalter auf durch ihn fließende Ströme überprüft wird

Nach der Herstellung können die Produkte eines Herstellers über große Entfernungen transportiert oder lange Zeit in Lagern gelagert werden, bevor sie in einen Stromkreis eingebaut werden. Während dieser Zeit ist eine Qualitätsminderung aufgrund einer Verletzung der technischen Eigenschaften möglich.

Daher müssen Leistungsschalter, wenn sie vor ihrer Inbetriebnahme in einen Stromkreis eingebaut werden, einer Integritätsprüfung unterzogen werden, die üblicherweise als Laden bezeichnet wird.

Zu diesem Zweck wird im elektrischen Labor ein spezielles Schema zum Laden der Maschine montiert oder eine der vielen Ausführungen von stationären oder tragbaren Ständern verwendet.

Der Leistungsschalter wird auf den am Gehäuse angegebenen Nennstrom geprüft. Es muss seinem Wert lange standhalten.

Dann ist die Maschine Überlastungen und Kurzschlussströmen ausgesetzt, denen sie während des Betriebs standhalten muss. Gleichzeitig werden sie klar gemessen und aufgezeichnet:

1. Betriebsströme des thermischen Auslöseschutzes und der Stromunterbrechung;

2. Schalten Sie die Maschine ab dem Zeitpunkt der Simulation eines Notfalls aus.

Bei einigen Maschinenkonstruktionen können Sie die Ausgabeparameter während des Ladens anpassen. Beispielsweise verfügen bestimmte Arten von thermischen Auslösern über eine Schraubbefestigung, mit der Sie den Sollwert für den Betrieb der Bimetallplatte innerhalb bestimmter Grenzen einstellen können.

Alle gemessenen Eigenschaften werden mit Messgeräten mit hoher Genauigkeit aufgezeichnet und im Verifizierungsprotokoll im Vergleich zu den Anforderungen von GOST aufgezeichnet. Nach ihrer Analyse wird ein Zertifikat mit einem Abschluss über die Eignung ausgestellt.

Wenn Sie die Maschine unter Last laden, können Sie die Ehe identifizieren und mögliche Brände und elektrische Verletzungen vermeiden.

Somit werden die durch die Leistungsschalter fließenden Ströme bei der Auslegung, Herstellung, Prüfung und beim Betrieb berücksichtigt. Hierbei werden die von GOST geforderten Bedingungen berücksichtigt:

• Nennstrom;

• Überlastung;

• Kurzschlussstrom;

• Auslösestromschutz;

• Fehlerabschaltzeit.