เซอร์กิตเบรกเกอร์

วิธีการทำงานของเบรกเกอร์

สวิตช์อัตโนมัติ (สวิตช์ เบรกเกอร์) เป็นอุปกรณ์สวิตช์ไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อนำกระแสไฟฟ้าของวงจรในโหมดปกติ และเพื่อป้องกันเครือข่ายไฟฟ้าและอุปกรณ์โดยอัตโนมัติจากโหมดฉุกเฉิน (กระแสลัดวงจร กระแสเกิน การลดหรือหายไปของแรงดันไฟฟ้า การเปลี่ยนทิศทาง) ของ กระแส, การปรากฏตัวของสนามแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทรงพลังในสภาวะฉุกเฉิน, ฯลฯ ) รวมถึงการเปลี่ยนกระแสที่ระบุไม่บ่อยนัก (6-30 ครั้งต่อวัน)

เนื่องจากความเรียบง่าย สะดวก ความปลอดภัยในการบำรุงรักษา และความน่าเชื่อถือในการป้องกันกระแสไฟฟ้าลัดวงจร อุปกรณ์เหล่านี้จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการติดตั้งระบบไฟฟ้ากำลังต่ำและสูง

เบรกเกอร์วงจรเป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งแบบแมนนวล แต่หลายประเภทมีไดรฟ์แม่เหล็กไฟฟ้าหรือมอเตอร์ไฟฟ้า ทำให้สามารถสั่งงานได้จากระยะไกล

หลักการทำงาน

โดยปกติแล้วเครื่องจะปิดเอง (โดยไดรฟ์หรือรีโมทคอนโทรล) และในกรณีที่มีการละเมิดการทำงานปกติ (เกิดกระแสไฟเกินหรือแรงดันลดลง) โดยอัตโนมัติในกรณีนี้ เครื่องแต่ละเครื่องจะได้รับการปล่อยแรงดันเกิน และในบางประเภทจะมีการปล่อยแรงดันต่ำ

ตามฟังก์ชั่นการป้องกันที่ดำเนินการ เบรกเกอร์วงจรจะแบ่งออกเป็นเครื่องจักรอัตโนมัติ: กระแสเกิน, แรงดันต่ำและพลังงานย้อนกลับ

เบรกเกอร์วงจรใช้เพื่อเปิดวงจรไฟฟ้าโดยอัตโนมัติเมื่อเกิดไฟฟ้าลัดวงจรและกระแสไฟเกินเกินขีดจำกัดที่ตั้งไว้ ด้วยการเปลี่ยนสวิตช์และฟิวส์ พวกมันให้การป้องกันที่เชื่อถือได้และเลือกได้มากขึ้นภายใต้สภาวะที่ไม่ปกติ

หากสภาพแวดล้อมแตกต่างจากปกติ (ความชื้นในอากาศสูงกว่า 85% และมีไอระเหยที่เป็นอันตรายเจือปน) ควรวางเบรกเกอร์วงจรในกล่องและตู้ที่มีโครงสร้างกันความชื้นและกันสารเคมี

การจัดหมวดหมู่

เบรกเกอร์แบ่งออกเป็น:

• เบรกเกอร์วงจรการติดตั้งมีปลอกฉนวนป้องกัน (พลาสติก) และสามารถติดตั้งในที่สาธารณะได้

• สากล - ไม่มีเคสดังกล่าวและมีไว้สำหรับติดตั้งในอุปกรณ์กระจาย

• ดำเนินการอย่างรวดเร็ว (เวลาตอบสนองของตัวเองไม่เกิน 5 มิลลิวินาที)

• ช้า (จาก 10 ถึง 100 ms);

ความเร็วนั้นมาจากหลักการทำงาน (หลักการแม่เหล็กไฟฟ้าโพลาไรซ์หรือหลักการเหนี่ยวนำ - ไดนามิก ฯลฯ ) รวมถึงเงื่อนไขสำหรับการดับอย่างรวดเร็วของอาร์คไฟฟ้า หลักการที่คล้ายกันนี้ใช้ในเครื่องจำกัดกระแส

• เลือกเวลาตอบสนองที่ปรับได้ในพื้นที่ของกระแสลัดวงจร

• เบรกเกอร์วงจรที่มีกระแสย้อนกลับซึ่งเปิดใช้งานเฉพาะเมื่อทิศทางของกระแสในวงจรป้องกันเปลี่ยนไป

• เครื่องอัตโนมัติแบบโพลาไรซ์จะปิดวงจรเฉพาะเมื่อกระแสเพิ่มขึ้นในทิศทางไปข้างหน้า ไม่ใช่แบบโพลาไรซ์ - กับทิศทางของกระแสใดๆ

ออกแบบ

ลักษณะการออกแบบและหลักการทำงานของเครื่องถูกกำหนดโดยวัตถุประสงค์และขอบเขต

การเปิดและปิดเครื่องสามารถทำได้ด้วยตนเอง โดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้าหรือไดรฟ์แม่เหล็กไฟฟ้า

ไดรฟ์แบบแมนนวลใช้สำหรับกระแสพิกัดสูงถึง 1,000 A และให้ความสามารถในการเปลี่ยนขั้นสุดท้ายที่รับประกันโดยไม่คำนึงถึงความเร็วในการเคลื่อนที่ของที่จับปิด (ผู้ปฏิบัติงานต้องดำเนินการเปลี่ยนอย่างเด็ดขาด: เริ่มต้น - นำไปสิ้นสุด)

ไดรฟ์แม่เหล็กไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนโดยแหล่งแรงดันไฟฟ้า วงจรควบคุมของไดรฟ์ต้องมีการป้องกันการลัดวงจรซ้ำ ๆ ในขณะที่กระบวนการเปิดเครื่องจนถึงกระแสลัดวงจรที่ จำกัด จะต้องหยุดที่แรงดันไฟฟ้า 85-110% ของค่าเล็กน้อย

ในกรณีที่กระแสไฟเกินและลัดวงจร เบรกเกอร์จะตัดการทำงานโดยไม่คำนึงว่ามือจับควบคุมจะอยู่ในตำแหน่งปิดหรือไม่

ส่วนสำคัญของเครื่องคือรีลีส ซึ่งควบคุมพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้ของวงจรป้องกันและทำหน้าที่กับอุปกรณ์ตัดวงจร ซึ่งตัดการทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์ นอกจากนี้ รีลีสยังอนุญาตให้ปิดเครื่องจากระยะไกล รุ่นที่พบบ่อยที่สุดคือประเภทต่อไปนี้:

• แม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อป้องกันกระแสลัดวงจร

• ความร้อนสำหรับการป้องกันการโอเวอร์โหลด

• รวมกัน;

• เซมิคอนดักเตอร์ที่มีความเสถียรสูงของพารามิเตอร์การตอบสนองและการปรับแต่งที่ง่ายดาย

เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ไม่มีรีลีสสามารถใช้สำหรับการสลับวงจรที่ไม่มีกระแสหรือสำหรับการสลับกระแสไฟฟ้าที่กำหนดไม่บ่อยนัก

ชุดเบรกเกอร์วงจรที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมได้รับการออกแบบให้ใช้งานในเขตภูมิอากาศที่แตกต่างกัน วางในสถานที่ที่มีสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน เพื่อทำงานในสภาวะที่แตกต่างกันในแง่ของความเครียดทางกลและแรงระเบิดของสภาพแวดล้อม และมีความแตกต่าง ระดับการป้องกันการสัมผัสและอิทธิพลจากภายนอก.

ข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์บางประเภท รุ่นมาตรฐาน และขนาดมาตรฐานมีให้ในเอกสารเชิงบรรทัดฐานและทางเทคนิค ตามกฎแล้วเอกสารดังกล่าวคือเงื่อนไขทางเทคนิค (TU) ของโรงงาน... ในบางกรณี เพื่อรวมผลิตภัณฑ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและผลิตโดยองค์กรหลายแห่ง ระดับของเอกสารจะถูกยกระดับ (บางครั้งเป็น ระดับมาตรฐานของรัฐ)

เบรกเกอร์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:

• ระบบการติดต่อ

• ระบบดับเพลิงอาร์ค

• ปลดปล่อย;

• กลไกการควบคุม

• กลไกการปลดปล่อยอิสระ

ระบบหน้าสัมผัสประกอบด้วยหน้าสัมผัสแบบตายตัวที่ติดตั้งอยู่ในตัวเรือนและหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนย้ายได้ซึ่งติดตั้งบานพับไว้ที่กึ่งแกนของคันโยกของกลไกควบคุม และโดยปกติจะมีการตัดวงจรเพียงครั้งเดียว

มีการติดตั้งอุปกรณ์ดับไฟอาร์กในแต่ละขั้วของเบรกเกอร์ และได้รับการออกแบบเพื่อจำกัดขอบเขตของอาร์คไฟฟ้าในปริมาณที่จำกัด เป็นห้องอาร์คที่มีแผ่นเหล็กปราศจากไอออน นอกจากนี้ยังสามารถจัดหาอุปกรณ์ดักจับประกายไฟในรูปแบบของแผ่นไฟเบอร์ได้อีกด้วย

กลไกการปลดแบบอิสระเป็นกลไกแบบบานพับ 3 หรือ 4 ลิงค์ที่ให้การปลดและการปิดใช้งานระบบหน้าสัมผัสทั้งในการทำงานแบบอัตโนมัติและแบบแมนนวล

การปล่อยกระแสเกินของแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบกระดอง ทำให้เกิดการตัดวงจรโดยอัตโนมัติเมื่อกระแสลัดวงจรเกินการตั้งค่าปัจจุบัน การปล่อยกระแสไฟฟ้าด้วยอุปกรณ์หน่วงเวลาของไฮดรอลิกจะมีการหน่วงเวลาแบบผกผันเพื่อป้องกันกระแสเกิน

การบรรเทาความร้อนเกินพิกัดเป็นแผ่นเทอร์โมไบเมทัลลิก ที่กระแสเกินพิกัด การเสียรูปและแรงของแผ่นนี้ช่วยให้เบรกเกอร์ตัดวงจรโดยอัตโนมัติ ความล่าช้าลดลงเมื่อกระแสเพิ่มขึ้น

หน่วยการสะดุดของเซมิคอนดักเตอร์ประกอบด้วยองค์ประกอบการวัด บล็อกของรีเลย์เซมิคอนดักเตอร์ และแม่เหล็กไฟฟ้าเอาท์พุตที่ทำหน้าที่บนกลไกการปลดปล่อยอิสระของเครื่อง ใช้หม้อแปลงกระแส (AC) หรือแอมพลิฟายเออร์ที่มีโช้คแม่เหล็ก (DC) เป็นองค์ประกอบในการวัด

การปล่อยกระแสไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์ช่วยให้สามารถปรับพารามิเตอร์ต่อไปนี้ได้:

• จัดอันดับกระแส;

• การตั้งค่าสำหรับกระแสการทำงานในพื้นที่ของกระแสลัดวงจร (กระแสขัดจังหวะ);

• การตั้งค่าเวลาตอบสนองในเขตแออัด

• การตั้งค่าเวลาตอบสนองในพื้นที่กระแสลัดวงจร (สำหรับสวิตช์เลือก)

เบรกเกอร์วงจรหลายตัวใช้ชุดปลดที่ใช้องค์ประกอบความร้อนเพื่อป้องกันกระแสไฟเกินและองค์ประกอบแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อป้องกันกระแสลัดวงจรโดยไม่มีการหน่วงเวลา (การขัดจังหวะ)

เบรกเกอร์ยังมีส่วนประกอบเพิ่มเติมที่ติดตั้งอยู่ในเบรกเกอร์หรือติดตั้งภายนอกพวกเขาสามารถเป็นอิสระ, ศูนย์และแรงดันไฟฟ้าต่ำ, หน้าสัมผัสฟรีและเสริม, ไดรฟ์ระยะไกลด้วยตนเองและแม่เหล็กไฟฟ้า, สัญญาณปิดอัตโนมัติ, อุปกรณ์สำหรับล็อคเบรกเกอร์ในตำแหน่ง "ปิด"

shunt trip เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายแรงดันภายนอก การออกรุ่นย่อยและศูนย์สามารถเลื่อนเวลาและไม่เลื่อนเวลาได้ ด้วยความช่วยเหลือของ shunt หรือ undervoltage release ทำให้สามารถปิดเครื่องจากระยะไกลได้

สภาพการใช้งาน

สวิตช์มีจำหน่ายในรุ่นที่มีระดับการป้องกันการสัมผัสและอิทธิพลภายนอกที่แตกต่างกัน (IPOO, IP20, IP30, IP54) ในกรณีนี้ระดับการป้องกันของขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อสายไฟภายนอกอาจต่ำกว่าระดับการป้องกันของตัวเรือนสวิตช์

สวิตช์ผลิตขึ้นใน 5 รุ่นตามสภาพอากาศและ 5 ประเภทตำแหน่ง ซึ่งเข้ารหัสด้วยตัวอักษร U, UHL, T, M, OM และตัวเลข 1,2,3,4,5

สวิตช์ได้รับการออกแบบมาสำหรับการทำงานต่อเนื่องภายใต้เงื่อนไขต่อไปนี้:

• การติดตั้งที่ระดับความสูงไม่เกิน 1,000 ม. (สวิตช์ของซีรีย์ AP50 และ AE1000 - ที่ระดับความสูงไม่เกิน 2,000 ม. เหนือระดับน้ำทะเล)

• อุณหภูมิอากาศแวดล้อมตั้งแต่ — 40 (ไม่มีน้ำค้างและน้ำค้างแข็ง) ถึง + 40 ° C (สำหรับสวิตช์ซีรีส์ AE1000 — จาก +5 ถึง + 40 ° C)

• ความชื้นสัมพัทธ์ของสิ่งแวดล้อมไม่เกิน 90% ที่ 20 ° C และไม่เกิน 50% ที่ 40 ° C

• สิ่งแวดล้อม - ไม่ระเบิด ไม่มีฝุ่น (รวมถึงตัวนำไฟฟ้า) ในปริมาณที่รบกวนการทำงานของเบรกเกอร์ และก๊าซและไอระเหยที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในความเข้มข้นที่ทำลายโลหะและฉนวน

• สถานที่ติดตั้งสวิตช์ — ป้องกันน้ำ น้ำมัน อิมัลชัน ฯลฯ

• ขาดการสัมผัสโดยตรงกับแสงอาทิตย์และรังสีกัมมันตภาพรังสี

• ขาดแรงกระแทกที่คมชัด (พัด) และแรงสั่นสะเทือน; อนุญาตให้มีการสั่นของจุดยึดของสวิตช์ที่มีความถี่สูงถึง 100 Hz โดยมีความเร่งไม่เกิน 0.7 g

กลุ่มเงื่อนไขการทำงานของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าโดยคำนึงถึงผลกระทบของปัจจัยทางกลของสภาพแวดล้อมภายนอกนั้นกำหนดโดย GOST 17516.1-90 ตามข้อมูลในแคตตาล็อกเบรกเกอร์ถูกออกแบบมาสำหรับการทำงานในกลุ่ม Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25

ในแง่ของความปลอดภัย เบรกเกอร์เป็นไปตาม GOST 12.2.007.0-75 และ GOST 12.2.007.6-75 ข้อกำหนดของ «กฎสำหรับการติดตั้งไฟฟ้า» และตรวจสอบเงื่อนไขการใช้งานที่กำหนดโดย «กฎสำหรับการดำเนินการทางเทคนิคของการติดตั้ง» โดยผู้ใช้ «และ» กฎความปลอดภัยสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้าโดยผู้ใช้ « ซึ่งได้รับการอนุมัติโดย State Energy Supervision Service เมื่อวันที่ 12.21.94 สำหรับการป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่วเบรกเกอร์เป็นไปตามข้อกำหนดของ GOST 12.1 038-82.

งานที่ไม่ทำงาน (การจัดเก็บและการขนส่งระหว่างพักงาน) เป็นไปตาม GOST 15543-70 และ GOST 15150-69

อ่านหัวข้อนี้ด้วย: เซอร์กิตเบรกเกอร์, เซอร์กิตเบรกเกอร์, RCD — ต่างกันอย่างไร?