В мире электротехники и электроники часто случаются неудачи. Это приведет к серьезным повреждениям зданий, офисов, домов, школ, промышленных предприятий и т. Д. Неверно доверять напряжению и току, хотя меры безопасности приняты. После того, как автоматические выключатели будут установлены, они будут контролировать резкое повышение напряжения и тока. Поможет от любой аварии. Автоматические выключатели подобны сердцу электрической системы. Существуют различные типы автоматических выключателей, в которых они устанавливаются в зависимости от номинальной мощности системы. В доме используются разные типы автоматических выключателей, а в промышленности - другой тип автоматических выключателей. Давайте подробно обсудим различные типы автоматических выключателей и их важность.

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель - это коммутационное устройство, которое может работать автоматически или вручную для защиты и управления система электроснабжения . В современной энергосистеме конструкция автоматического выключателя изменилась в зависимости от больших токов и предотвращения возникновения дуги во время работы.

Автоматический выключатель

Электроэнергия, которая поступает в дома, офисы, школы, промышленные предприятия или любые другие места от распределительных сетей, образует большую цепь. Те линии, которые подключены к электростанции, образующие на одном конце, называются горячим проводом, а другие линии, соединяющиеся с землей, образуют другой конец. Когда электрический заряд протекает между этими двумя линиями, между ними возникает потенциал. Для всей цепи подключение нагрузок (приборов) обеспечивает сопротивление потоку заряда, и вся электрическая система внутри дома или промышленных предприятий будет работать без сбоев.

Они работают без сбоев, пока приборы обладают достаточным сопротивлением и не вызывают перегрузки по току или напряжению. Причины нагрева проводов - это слишком большой заряд, протекающий через цепь, короткое замыкание или внезапное подключение горячего конца провода к заземляющему проводу, что приведет к нагреву проводов и возникновению пожара. Автоматический выключатель предотвратит такие ситуации, которые просто отключат оставшуюся цепь.

Основные принципы работы типов автоматических выключателей

Что ж, мы в курсе, что такое автоматический выключатель . Теперь в этом разделе объясняется принцип работы выключателя .

Как инженер-электрик, очень важно знать принцип работы этого устройства, не только инженер, но и все люди, работающие в этой области, они должны знать об этом. Устройство включает пару электродов, один из которых статический, а другой подвижный. Когда два контакта входят в контакт, цепь замыкается, а когда эти контакты не вместе, цепь переходит в закрытое состояние. Эта операция зависит от необходимости рабочего, должна ли схема находиться в состоянии ОТКРЫТО или ЗАКРЫТО в начальной фазе.

Условие 1: Предположим, что устройство замкнуто на первом этапе, чтобы создать цепь, когда происходит какое-либо повреждение или когда рабочий думает ОТКРЫТЬ, тогда логический индикатор активирует реле отключения, которое отключает оба контакта, обеспечивая движение к подвижная катушка, удаленная от постоянной катушки.

Эта операция кажется такой простой и легкой, но реальная сложность заключается в том, что, когда пара контактов находится далеко друг от друга, между парой контактов будет происходить огромное временное изменение потенциала, что облегчает переход большого электрона от высокого к низкому потенциалу. В то время как этот временный зазор между контактами действует как диэлектрик для перехода электронов от одного электрода к другому.

Когда изменение потенциала превышает силу диэлектрической прочности, электроны перемещаются от одного электрода к другому. Это ионизирует диэлектрическую моду, которая может привести к возникновению сильного воспламенения между электродами. Это возгорание называется ARC . Даже такое возгорание сохраняется в течение нескольких микросекунд, оно может повредить все устройство выключателя, что приведет к повреждению всего оборудования и корпуса. Чтобы исключить это возгорание, необходимо заранее устранить диэлектрическую способность, разделяющую два электрода, чтобы не повредить цепь.

“электрическая схема электронного средства для удаления накипи ”

Явление дуги

Во время работы автоматических выключателей необходимо четко наблюдать дугу. Итак явление дуги в автоматических выключателях происходит во время неисправных дел. Например, когда через контакты проходит большой ток до того, как произойдет защитное наступление и инициирует контакты.

В тот момент, когда контакты находятся в состоянии ОТКРЫТО, площадь контакта быстро уменьшается, и происходит увеличение плотности тока из-за большого тока SC. Это явление ведет к повышению температуры, и этого тепловыделения достаточно для ионизации прерывистой среды. Ионизированная среда действует как проводник и дуга между контактами. Дуга создает путь минимального сопротивления для контактов, и в течение всего времени существования дуги будет протекать большой ток. Это условие нарушает работу автоматического выключателя.

Почему возникает дуга?

Прежде чем узнать о приближении прекращения дуги, давайте оценим параметры, которые ответственны за возникновение дуги. Причины:

Возможные вариации между контактами
Ионизированные частицы, находящиеся между контактами

Этого изменения потенциала между контактами достаточно для существования дуги, поскольку расстояние между контактами минимально. Кроме того, ионизирующая среда сохраняет способность сохранять дугу.

Эти причины дуги поколение.

Классификация автоматических выключателей

К различным типам высоковольтных выключателей относятся следующие

Воздушный автоматический выключатель
Автоматический выключатель SF6
Вакуумный автоматический выключатель
Масляный автоматический выключатель
Воздушный автоматический выключатель

Типы автоматических выключателей

Воздушный автоматический выключатель

Этот автоматический выключатель будет работать в воздухе, гасящая среда - дуга при атмосферном давлении. Во многих странах воздушный выключатель заменяется масляным выключателем. О масляном выключателе мы поговорим позже в статье. Таким образом, ACB по-прежнему является предпочтительным выбором для использования воздушного выключателя до 15 кВ. Это связано с тем, что масляный выключатель может загореться при работе от 15 В.

Автоматический выключатель воздушного типа

Два типа воздушных автоматических выключателей:

Воздушный автоматический выключатель
Автоматический выключатель воздушной струи

Воздушный автоматический выключатель

Воздушный автоматический выключатель также называют автоматическим выключателем с перекрестным ударом. При этом автоматический выключатель снабжен камерой, окружающей контакты. Эта камера известна как дугогасительная камера.

Эта дуга заставлена вбивать в нее. В достижении охлаждения воздушного выключателя поможет дугогасительная камера. Из огнеупорного материала, дуга желоб выполнен. Внутренние стенки дугогасительной камеры имеют такую форму, чтобы дуга не возникала близко друг к другу. Он войдет в канал намотки, выступающий на стенке дугогасительной камеры.

Дугогасительная камера будет иметь множество небольших отсеков и много разделенных металлических пластин. Здесь каждое из небольших отсеков действует как мини-дугогасительная камера, а металлическая разделительная пластина действует как дугоделители. Все напряжения дуги будут выше, чем напряжение системы, когда дуга разделится на серию дуг. Это предпочтительно только для приложений с низким напряжением.

Автоматический выключатель воздушной струи

Автоматические выключатели Airblast используются для системного напряжения 245 кВ, 420 кВ и более. Автоматические выключатели Airblast бывают двух типов:

Осевой взрыватель
Осевой взрыв со скользящим подвижным контактом.

Осевой взрыватель

В осевом взрывном отбойном аппарате подвижный контакт осевого взрывного дробилки будет находиться в контакте. Отверстие форсунки закреплено на контакте прерывателя в нормально замкнутом состоянии. Неисправность возникает, когда в камеру вводится высокое давление. Напряжения достаточно, чтобы поддерживать воздух под высоким давлением, проходящий через отверстие сопла.

Тип воздушного взрыва

Преимущества стакана с воздушным контуром

Он используется там, где требуется частая работа из-за меньшей энергии дуги.
Это без риска возгорания.
Небольшой размер.
Требуется меньше обслуживания.
Гашение дуги происходит намного быстрее
Скорость автоматического выключателя намного выше.
Длительность дуги одинакова для всех значений тока.

Недостатки воздушного выключателя

Требует дополнительного обслуживания.
Воздух имеет относительно более низкие дугогасящие свойства.
Он содержит воздушный компрессор большой мощности.
Из места соединения воздуховодов может быть утечка давления воздуха.
Существует вероятность быстрого увеличения тока повторного включения и прерывания напряжения.

Применение и использование воздушного выключателя

Он используется для защиты растений, электрических машин, трансформаторов, конденсаторов и генераторов.
Воздушный выключатель также используется в системе распределения электроэнергии и заземлении около 15 кВ.
Также используется в приложениях с низким и высоким током и напряжением.

Автоматический выключатель SF6

В выключателе SF6 токоведущие контакты работают в газообразном гексафториде серы, известном как выключатель SF6. Это отличные изоляционные свойства и высокая электроотрицательность. Можно понять это, высокое сродство к поглощению свободных электронов. Отрицательный ион образуется, когда свободный электрон сталкивается с молекулой газа SF6, он поглощается этой молекулой газа. Двумя различными способами присоединения электрона к молекулам газа SF6 являются:

SF6 + e = SF6
SF6 + е = SF5- + F

Образующиеся отрицательные ионы будут намного тяжелее свободного электрона. Следовательно, по сравнению с другими обычными газами общая подвижность заряженных частиц в газе SF6 намного меньше. Подвижность заряженных частиц в основном отвечает за прохождение тока через газ. Следовательно, для более тяжелых и менее подвижных заряженных частиц в газе SF6 он приобретает очень высокую диэлектрическую прочность. У этого газа хорошие свойства теплопередачи из-за низкой газовой вязкости. SF6 в 100 раз более эффективен для гашения дуги, чем воздушный выключатель. Он используется в системах электроснабжения как среднего, так и высокого напряжения от 33 кВ до 800 кВ.

SF6 автоматические выключатели

Типы автоматических выключателей в SF6

SF6 одинарный прерыватель, применен до 220
Применяются два прерывателя, элегазовый выключатель до 400
Четыре прерывателя, элегазовый автоматический выключатель до 715В

Вакуумный автоматический выключатель

Вакуумный автоматический выключатель - это цепь, в которой для гашения дуги используется вакуум. Он имеет характер восстановления диэлектрика, отличное прерывание и может отключать высокочастотный ток, возникающий из-за нестабильности дуги, наложенной на ток сетевой частоты.

Принцип работы VCB будет иметь два контакта, называемых электродами, которые останутся замкнутыми при нормальных рабочих условиях. Предположим, что при возникновении неисправности в какой-либо части системы на катушку отключения автоматического выключателя подается напряжение, и, наконец, контакт разъединяется.

Вакуумный автоматический выключатель

Моментные контакты выключателя размыкаются в вакууме, т.е. от 10-7 до 10-5 Торр между контактами возникает дуга за счет ионизации паров металлов контактов. Здесь дуга быстро гаснет, это происходит потому, что электроны, пары металлов и ионы, образующиеся во время дуги, быстро конденсируются на поверхности контактов выключателя, что приводит к быстрому восстановлению диэлектрической прочности.

Преимущества

VCB надежны, компактны и долговечны
Они могут прервать любой ток повреждения.
Опасности возгорания не будет.
Нет шума
Он имеет более высокую диэлектрическую прочность.
Для управления требуется меньше энергии.

Масляный автоматический выключатель

В этой схеме используется размыкающее масло, но предпочтительнее минеральное масло. Он действует лучше изолирующими свойствами, чем воздух. Подвижный и неподвижный контакт погружены в изолирующее масло. Когда происходит разделение тока, то несущие контакты в масле, дуга в автоматическом выключателе инициируется в момент разделения контактов, и из-за этого дуга в масле испаряется и разлагается в газообразном водороде и, наконец, создает пузырек водорода вокруг дуги.

Этот сильно сжатый газовый пузырь вокруг и дуга предотвращает повторное зажигание дуги после того, как ток достигнет нулевого пересечения цикла. OCB - самый старый тип автоматических выключателей.

Различные типы автоматических выключателей масляного типа

Автоматический выключатель наливного масла
Минимальный масляный выключатель

Автоматический выключатель наливного масла (BOCB)

В BOCB масло используется для создания дуги в гасящей среде, а также для изоляции среды между заземляющими частями автоматического выключателя и токоведущими контактами. Используется то же трансформаторное изоляционное масло.

Принцип работы BOCB гласит, что при разделении токоведущих контактов в масле между разделенными контактами возникает дуга. Возникшая дуга образует быстро растущий пузырь газа вокруг дуги. Подвижные контакты отойдут от неподвижного контакта дуги, что приведет к увеличению сопротивления дуги. Здесь повышенное сопротивление вызовет снижение температуры. Следовательно, уменьшенное образование газов окружает дугу.

Когда ток проходит через нулевое значение, происходит гашение дуги в BOCB. В полностью герметичном сосуде пузырек газа заключен внутри масла. Масло будет окружать пузырек под высоким давлением, в результате чего вокруг дуги образуется сильно сжатый газ. При повышении давления также увеличивается деионизация газа, что приводит к гашению дуги. Газообразный водород поможет в охлаждении гашения дуги в масляном выключателе.

Преимущества

Хорошие охлаждающие свойства из-за разложения
Масло обладает высокой диэлектрической прочностью
Он действует как изолятор между землей и токоведущими частями.
Используемое здесь масло поглощает энергию дуги при разложении.

Недостатки

Это не допустит высокой скорости прерывания
Это занимает много времени.

Автоматический выключатель минимального уровня масла

Это автоматический выключатель, в котором в качестве среды прерывания используется масло. Автоматический выключатель с минимальным содержанием масла помещает прерыватель в изолирующую камеру под напряжением под напряжением. Но в камере прерывания имеется изоляционный материал. Он требует меньшего количества масла, поэтому его называют выключателем с минимальным количеством масла.

“создание переменного источника питания постоянного тока ”

Преимущества

Требуется меньше обслуживания.
Подходит как для автоматического режима, так и для ручного.
Требуется меньшее пространство
Стоимость отключающей способности в МВА также меньше.

Недостатки

Масло портится из-за карбонизации.
Есть вероятность взрыва и пожара
Чем меньше масла, тем выше карбонизация.
Удалить газы из пространства между контактами очень сложно.

Кроме того, автоматические выключатели классифицируются по разным типам, а именно:

На основе класса напряжения

Первоначальная категоризация автоматических выключателей зависит от используемого функционального напряжения. В основном существует два типа автоматических выключателей, работающих по напряжению, а именно:

Высокое напряжение - Будет реализовано при уровнях напряжения более 1000 В. Далее они делятся на устройства 75 кВ и 123 кВ.
Низкое напряжение - Будет реализовано при уровнях напряжения ниже 1000 В

В зависимости от типа установки

Эти устройства также делятся в зависимости от места установки, что означает закрытые или открытые помещения. Как правило, они работают при очень высоком уровне напряжения. Закрытые автоматические выключатели предназначены для использования внутри здания или в тех, которые имеют непогоды. Ключевое различие между этими двумя типами - это конструкции и компаунды сальника, тогда как внутренняя конструкция, такая как текущее удерживающее оборудование и функциональность, почти аналогична.

В зависимости от типа внешнего оформления

В зависимости от физической конструкции автоматические выключатели бывают двух типов:

Тип мертвого танка - Здесь коммутационное оборудование находится в емкости с базовым потенциалом, и оно окружено защитной средой и прерывателями. В основном они используются в штатах США.

Тип живого танка - Здесь коммутационное оборудование находится в емкости с максимальным потенциалом, и оно окружено защитной средой и прерывателями. В основном они используются в странах Европы и Азии.

В зависимости от типа прерывающей среды

Это важнейшая категоризация автоматических выключателей. Здесь устройства классифицируются в зависимости от способа разрушения дуги и среды прерывания. В общем, оба эти параметра выступали в качестве решающих параметров при конструировании автоматических выключателей, и они определили другие конструктивные факторы. В качестве среды прерывания чаще всего используются масло и воздух. Кроме них, существуют также гексафторид серы и вакуум, действующие в качестве среды прерывания. Эти два наиболее часто используются в наши дни.

Автоматические выключатели HVDC

Это переключающее устройство, которое препятствует общему прохождению тока в цепи. Когда происходит какое-либо повреждение, возникает расстояние между механическими контактами в устройстве, и автоматический выключатель переходит в ОТКРЫТОЕ состояние. Здесь отключение цепи несколько усложняется, поскольку ток является только однонаправленным и не имеет нулевого тока. Важнейшее использование этого устройства - препятствовать высокому напряжению постоянного тока в цепи. В то время как цепь переменного тока плавно препятствует возникновению дуги при нулевом токе, потому что рассеивание энергии почти равно нулю. Расстояние между контактами необходимо для восстановления диэлектрической способности выдерживать временное восстановление уровня напряжения.

Работа HVDC

В случае устройств размыкания цепи постоянного тока проблема усложняется, поскольку волна постоянного тока не имеет нулевых токов. А обязательная преграда дуги приводит к развитию огромных переходных уровней восстанавливающегося напряжения и повторных зажиганий без преграды дуги и вызывает окончательное повреждение механических контактов. При создании устройства HVDC в основном решаются три проблемы, а именно:

Препятствие повторному зажиганию дуги
Несдержанность накопленной энергии
Генерация искусственного нулевого тока

Стандартные автоматические выключатели

Эти устройства критически важны для соблюдения функциональности устройства. Эти стандартные автоматические выключатели бывают однополюсными и двухполюсными.

Однополюсные автоматические выключатели

Эти устройства обладают функциями

В основном используется в быту
Один провод под напряжением
Они подают в цепь почти 120 В напряжения.
Они обладают способностью управлять от 15 до 30 ампер.
Однополюсные выключатели бывают трех разновидностей: полноразмерные (с шириной 1 дюйм), половинные (с шириной полдюйма) и сдвоенные (с шириной в один дюйм, состоящие из двух переключателей и управляющие парой). схем).

Двухполюсные автоматические выключатели

Эти устройства обладают функциями

Они подают в цепь напряжение почти 120/240 В
Они обладают способностью управлять от 15 до 30 ампер.
В основном используется в крупных приложениях, таких как обогреватели и сушилки
Защищает два провода под напряжением

В этой статье кратко обсуждаются различные типы автоматических выключателей, то есть воздушный выключатель, элегазовый выключатель, вакуумный выключатель и масляный выключатель, чтобы понять принцип работы. основное понятие об этих автоматических выключателях . Обсуждается их подразделение, преимущества и недостатки. Мы очень четко обсудили каждую концепцию. Если вы не поняли ни одну из тем или чувствуете, что какая-либо информация отсутствует, или если вы хотите реализовать какие-либо электрические проекты для студентов-инженеров, пожалуйста, не стесняйтесь комментировать в разделе ниже.