Автоматический выключатель

редактировать
Автоматический выключатель
Электронный символ
BreakerSymbols.svg
Воздушный автоматический выключатель для распределительного устройства низкого напряжения (менее 1000 В) Двухполюсный автоматический выключатель Четыре однополюсных автоматических выключателя

A автоматический выключатель представляет собой автоматический электрический выключатель, предназначенный для защиты электрическая цепь от повреждений, вызванных избыточным током из-за перегрузки или короткого замыкания. Его основная функция - прервать прохождение тока после обнаружения неисправности. В отличие от предохранителя , который срабатывает один раз и затем подлежит замене, автоматический выключатель можно сбросить (вручную или автоматически) для возобновления нормальной работы.

Автоматические выключатели бывают разных размеров, от небольших устройств, которые защищают слаботочные цепи или отдельные бытовые приборы, до больших распределительных устройств, предназначенных для защиты цепей высокого напряжения. накормил весь город. Общая функция автоматического выключателя или предохранителя в качестве автоматического средства отключения питания от неисправной системы часто обозначается сокращенно как OCPD (Устройство защиты от перегрузки по току).

Содержание

  • 1 Источники
  • 2 Работа
  • 3 Прерывание дуги
  • 4 Короткое замыкание
  • 5 Стандартные номинальные токи
  • 6 Типы
    • 6.1 Низкое напряжение
    • 6.2 Горит постоянно состояние
    • 6.3 Магнитный
    • 6.4 Термомагнитный
    • 6.5 Магнитно-гидравлический
    • 6.6 Общие (групповые) выключатели
    • 6.7 Независимые расцепители
    • 6.8 Среднее напряжение
    • 6.9 Высокое -напряжение
    • 6.10 Гексафторид серы (SF 6) высоковольтный
    • 6.11 Выключатель (DCB)
    • 6.12 Двуокись углерода (CO 2) высоковольтное
  • 7 «Умные» автоматические выключатели
  • 8 Другие выключатели
  • 9 См. Также
  • 10 Ссылки

Истоки

Ранний вариант автоматического выключателя был описан Томасом Эдисоном в заявке на патент 1879 г., хотя в его коммерческой системе распределения энергии использовались предохранители. Его цель заключалась в защите проводки цепи освещения от случайных коротких замыканий и перегрузок. Современный миниатюрный автоматический выключатель, подобный тем, что используются сейчас, был запатентован Brown, Boveri Cie в 1924 году. Хьюго Стотц, инженер, который продал свою компанию BBC, получил признание как изобретатель на DRP (Deutsches Reichspatent) 458392. Изобретение Штотца явилось предшественником современного термомагнитного выключателя, широко используемого в бытовых центрах нагрузки и по сей день.

Объединение нескольких источников генератора в электрическую сеть потребовало разработки автоматических выключателей с увеличивающимся номинальным напряжением и повышенной способностью безопасно отключать возрастающие токи короткого замыкания, производимые сетями. Простые ручные выключатели с воздушным выключателем создают опасные дуги при отключении высокого напряжения; на смену им пришли замкнутые в масле контакты и различные формы, в которых использовался направленный поток сжатого воздуха или сжатого масла для охлаждения и прерывания дуги. К 1935 году в специально сконструированных автоматических выключателях, использовавшихся на проекте Boulder Dam, использовалось восемь последовательных разрывов и поток масла под давлением для устранения неисправностей мощностью до 2500 МВА за три цикла частоты переменного тока.

Эксплуатация

Все системы автоматических выключателей имеют общие особенности работы, но детали существенно различаются в зависимости от класса напряжения, номинального тока и типа автоматического выключателя.

Автоматический выключатель должен сначала обнаружить неисправность. В небольших сетевых и низковольтных автоматических выключателях это обычно делается внутри самого устройства. Обычно используются нагревательные или магнитные эффекты электрического тока. Автоматические выключатели для больших токов или высоких напряжений обычно снабжены защитными реле контрольными устройствами для определения состояния неисправности и срабатывания механизма размыкания. Обычно для них требуется отдельный источник питания, такой как батарея, хотя некоторые высоковольтные выключатели являются автономными с трансформаторами тока, защитными реле и источник питания внутреннего контроля.

При обнаружении неисправности контакты выключателя должны размыкаться, чтобы разорвать цепь; Обычно это делается с использованием механически накопленной энергии, содержащейся в выключателе, такой как пружина или сжатый воздух для разделения контактов. Автоматические выключатели также могут использовать более высокий ток, вызванный неисправностью, для разделения контактов, например, тепловое расширение или магнитное поле. Маленькие автоматические выключатели обычно имеют рычаг ручного управления для отключения нагрузки или сброса сработавшего выключателя, в то время как более крупные блоки используют соленоиды для отключения механизма и электродвигатели для восстановления энергии в пружины.

Контакты выключателя должны пропускать ток нагрузки без чрезмерного нагрева, а также должны выдерживать нагрев дуги, возникающей при размыкании (размыкании) цепи. Контакты изготавливаются из меди или медных сплавов, сплавов серебра и других материалов с высокой проводимостью. Срок службы контактов ограничен эрозией контактного материала из-за дуги при отключении тока. Миниатюрные автоматические выключатели и выключатели в литом корпусе обычно выбрасывают, когда контакты изношены, но силовые выключатели и высоковольтные выключатели имеют заменяемые контакты.

Когда прерывается высокий ток или напряжение, генерируется дуга. Длина дуги обычно пропорциональна напряжению, а интенсивность (или тепло) пропорциональна току. Эту дугу необходимо сдерживать, охлаждать и гасить контролируемым образом, чтобы промежуток между контактами снова мог выдерживать напряжение в цепи. В различных автоматических выключателях в качестве среды, в которой образуется дуга, используются вакуум, воздух, изолирующий газ или масло. Для гашения дуги используются различные методы, в том числе:

  • Удлинение или отклонение дуги
  • Интенсивное охлаждение (в струйных камерах)
  • Разделение на частичные дуги
  • Гашение нулевой точки (контакты размыкаются при пересечении времени нулевого тока через переменный ток, эффективно прерывающий ток холостого хода во время размыкания. Переход через нуль происходит при двойной частоте сети, то есть 100 раз в секунду для 50 Гц и 120 раз в секунду для 60 Гц переменного тока.)
  • Подключение конденсаторов параллельно с контактами в цепях постоянного тока.

Наконец, после устранения неисправности контакты должны быть снова замкнуты для восстановления питание прерванной цепи.

Прерывание дуги

Низковольтные автоматические выключатели (MCB) используют только воздух для гашения дуги. Эти автоматические выключатели содержат так называемые дугогасительные камеры, набор взаимно изолированных параллельных металлических пластин, которые разделяют и охлаждают дугу. Разделяя дугу на более мелкие дуги, дуга охлаждается, в то время как напряжение дуги увеличивается, и служит дополнительным импедансом, ограничивающим ток через автоматический выключатель. Токоведущие части рядом с контактами обеспечивают легкое отклонение дуги в дугогасительные камеры под действием магнитной силы пути тока, хотя магнитные выбросы катушки или постоянные магниты также могут отклонять дуга в дугогасительную камеру (используется в автоматических выключателях для более высоких номиналов). Количество пластин в дугогасительной камере зависит от номинального тока короткого замыкания и номинального напряжения автоматического выключателя.

В более крупных номиналах масляные выключатели полагаются на испарение части масла для продувки струи масла через дугу.

Газовый контур (обычно гексафторид серы ) прерыватели иногда растягивают дугу с помощью магнитного поля, а затем полагаются на электрическую прочность гексафторида серы (SF 6) для гашения растянутой дуги.

Вакуумные автоматические выключатели имеют минимальное искрение (поскольку нет ничего, что могло бы ионизировать, кроме материала контактов). Дуга гаснет при очень небольшом растяжении (менее 2–3 мм (0,08–0,1 дюйма)). Вакуумные выключатели часто используются в современных распределительных устройствах среднего напряжения до 38000 вольт.

Воздушные автоматические выключатели могут использовать сжатый воздух для гашения дуги, или, в качестве альтернативы, контакты быстро переводятся в небольшую герметичную камеру, и выход вытесненного воздуха приводит к гашению дуги..

Автоматические выключатели обычно могут отключать весь ток очень быстро: обычно дуга гаснет через 30–150 мс после срабатывания механизма, в зависимости от возраста и конструкции устройства. Максимальное значение тока и пропускаемая энергия определяют качество автоматических выключателей.

Короткое замыкание

Автоматические выключатели рассчитаны как на нормальный ток, который они должны выдерживать, так и на максимальный ток короткого замыкания, который они могут безопасно отключить. Эта последняя цифра представляет собой отключающую способность ампер (AIC ) выключателя.

В условиях короткого замыкания расчетный или измеренный максимальный предполагаемый ток короткого замыкания может во много раз превышать нормальный номинальный ток цепи. Когда электрические контакты размыкаются, чтобы прервать большой ток, существует тенденция к образованию дуги между разомкнутыми контактами, что позволяет продолжать ток. В этом состоянии могут образовываться проводящие ионизированные газы и расплавленный или испарившийся металл, что может вызвать дальнейшее продолжение дуги или создание дополнительных коротких замыканий, что может привести к взрыву автоматического выключателя и оборудования, в котором он установлен. Следовательно, автоматические выключатели должны включать в себя различные функции для разделения и гашения дуги.

Максимальный ток короткого замыкания, который может прервать выключатель, определяется путем тестирования. Применение выключателя в цепи с предполагаемым током короткого замыкания выше, чем номинальная отключающая способность выключателя, может привести к тому, что выключатель не сможет безопасно устранить неисправность. В наихудшем сценарии прерыватель может успешно прервать отказ, но взорвется при сбросе.

Стандартные автоматические выключатели для бытовых приборов рассчитаны на прерывание тока короткого замыкания 6 кА (6000 А).

Миниатюрные автоматические выключатели, используемые для защиты цепей управления или небольших приборов, могут не иметь достаточной отключающей способности для использования на панели управления; эти автоматические выключатели называются «дополнительными устройствами защиты цепи», чтобы отличать их от автоматических выключателей распределительного типа.

Стандартные номинальные токи

Зависимость времени до отключения от тока, кратного номинальному току

Автоматические выключатели производятся стандартных размеров с использованием системы предпочтительных чисел для покрытия диапазона рейтинги. Автоматические выключатели имеют фиксированную уставку отключения; изменение значения рабочего тока требует замены всего автоматического выключателя. Автоматические выключатели большего размера могут иметь регулируемые настройки отключения, позволяющие применять стандартные элементы, но с настройкой, предназначенной для улучшения защиты. Например, автоматический выключатель с «размером корпуса» 400 ампер может иметь детектор перегрузки по току, настроенный на работу всего лишь на 300 ампер, чтобы защитить питающий кабель.

Международные стандарты, IEC 60898-1 и Европейский стандарт EN 60898-1 определяют номинальный ток I n автоматического выключателя для распределительных устройств низкого напряжения как максимальный ток, на который рассчитан прерыватель в непрерывном режиме (при температуре окружающего воздуха 30 ° C). Обычно доступные предпочтительные значения номинального тока: 1 А, 2 А, 4 А, 6 А, 10 А, 13 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А, 80 А. A, 100 A и 125 A (аналогично серии R10 Renard, но с использованием 6, 13 и 32 вместо 6,3, 12,5 и 31,5 - это включает ограничение тока 13 A британского Розетки BS 1363 ). На автоматическом выключателе указан номинальный ток в амперах, но без обозначения единицы A. Вместо этого перед числом в амперах стоит буква B, C или D, которая указывает мгновенный ток отключения. - то есть минимальное значение тока, которое вызывает отключение автоматического выключателя без намеренной задержки по времени (т.е. менее 100 мс), выраженное в терминах I n:

ТипМгновенный ток отключения
BВыше 3 I n или в 3-5 раз больше номинального тока (In). Например, устройство на 10 А сработает при 30-50 А
CВыше 5 I n до 10 включительно I n или 5-10 раз In (50-100A для устройства на 10A).
DВыше 10 I n до 20 I n включительно или 10-20 раз In (100-200A для устройства на 10A)
KВыше 8 I n до 12 включительно I n

Для защиты нагрузок, вызывающих частые кратковременные (примерно от 400 мс до 2 с) пики тока при нормальной работе.

ZВыше 2 I n до 3 I n включительно для периодов порядка десятков секунд.

Для защиты таких нагрузок, как полупроводниковые приборы или измерительные цепи с использованием трансформаторов тока.

Автоматические выключатели также рассчитаны на максимальный ток короткого замыкания, который они могут отключить; это позволяет использовать более экономичные устройства в системах, которые вряд ли будут развивать высокий ток короткого замыкания, например, в распределительной системе большого коммерческого здания.

В Соединенных Штатах Underwriters Laboratories (UL) сертифицирует номинальные характеристики оборудования, называемые серийными рейтингами (или «рейтингами интегрированного оборудования»), для оборудования выключателей, используемого в зданиях. Силовые выключатели, а также выключатели среднего и высокого напряжения, используемые в промышленных или электроэнергетических системах, спроектированы и испытаны в соответствии со стандартами ANSI или IEEE в серии C37.

Типы

Передняя панель воздушного выключателя на 1250 А производства ABB. Этот низковольтный силовой выключатель можно вынуть из корпуса для обслуживания. Характеристики отключения настраиваются с помощью DIP-переключателей на передней панели.

Можно сделать множество классификаций автоматических выключателей на основе их характеристик, таких как класс напряжения, тип конструкции, тип отключения и конструктивные особенности.

Низковольтные

Низковольтные (менее 1000 В AC) типы широко используются в бытовых, коммерческих и промышленных применениях и включают:

  • Миниатюрные схемы выключатель (MCB) - номинальный ток до 125 А. Характеристики отключения обычно не регулируются. Тепловой или термомагнитный режим. Вышеупомянутые выключатели относятся к этой категории.
  • Автоматический выключатель в литом корпусе (MCCB) - номинальный ток до 1600 A. Тепловой или термомагнитный режим. Ток срабатывания можно регулировать в больших номиналах.
  • Силовые выключатели низкого напряжения могут быть установлены многоярусно в низковольтных распределительных щитах или распределительных устройствах шкафах.

Характеристики низкого напряжения Автоматические выключатели по напряжению соответствуют международным стандартам, таким как IEC 947. Эти автоматические выключатели часто устанавливаются в выдвижных корпусах, которые позволяют снимать и заменять без демонтажа распределительного устройства.

Большой низковольтный литой корпус и силовые выключатели могут иметь приводы с электродвигателями, чтобы они могли открываться и закрываться дистанционно. Они могут составлять часть системы автоматического переключения резерва для резервного питания.

Низковольтные автоматические выключатели также предназначены для постоянного тока (DC), например постоянного тока для линий метро. Для постоянного тока требуются специальные прерыватели, поскольку дуга является непрерывной - в отличие от дуги переменного тока, которая имеет тенденцию гаснуть на каждом полупериоде, автоматический выключатель постоянного тока имеет предохранительные катушки, которые создают магнитное поле, которое быстро растягивает дугу. Малые автоматические выключатели либо устанавливаются непосредственно в оборудование, либо размещаются в панели выключателя .

Внутри миниатюрного автоматического выключателя

Миниатюрный термомагнитный автоматический выключатель на DIN-рейке устанавливается на наиболее распространенный стиль в современных бытовых бытовых блоках и коммерческих электрических распределительных щитах по всей Европе. В конструкцию входят следующие компоненты:

  1. Привод рычаг - используется для ручного отключения и сброса автоматического выключателя. Также указывает состояние автоматического выключателя (Вкл. Или Выкл. / Сработал). Большинство выключателей сконструированы таким образом, что они могут сработать, даже если рычаг удерживается или заблокирован в положении «включено». Это иногда называют "свободным отключением" или "положительным отключением".
  2. Приводной механизм - заставляет контакты соединяться или разъединяться.
  3. Контакты - пропускают ток при прикосновении и прерывают ток, когда
  4. Клеммы
  5. Биметаллическая полоса - разделяет контакты в ответ на меньшие длительные перегрузки по току
  6. Калибровочный винт - позволяет производитель, чтобы точно отрегулировать ток срабатывания устройства после сборки.
  7. Соленоид - быстро разъединяет контакты в ответ на высокие токи перегрузки
  8. Делитель дуги / гаситель

Твердотельный

Твердотельные автоматические выключатели, также известные как цифровые автоматические выключатели, представляют собой технологическое новшество, которое обещает продвинуть технологию автоматических выключателей с механического уровня на электрическую. Это обещает ряд преимуществ, таких как прерывание цепи за доли микросекунды, лучший контроль нагрузки схемы и более длительный срок службы.

Магнитный

Магнитные выключатели используют соленоид ( электромагнит ), тянущая сила которого увеличивается с увеличением тока . Некоторые конструкции используют электромагнитные силы в дополнение к силам соленоида. Контакты выключателя удерживаются замкнутыми защелкой. Когда ток в соленоиде превышает номинал автоматического выключателя, усилие соленоида освобождает защелку, которая позволяет контактам размыкаться под действием пружины. Это наиболее часто используемые автоматические выключатели в США.

Термомагнитный

MCCB Shihlin Electric с SHT

Термомагнитные автоматические выключатели, которые используются в большинстве распределительных щитов в Европе и странах с аналогичной схемой подключения, включают оба метода, при этом электромагнит мгновенно реагирует на большие скачки тока (короткие замыкания), а биметаллическая полоса реагирует на менее экстремальные, но более длительные перегрузки по току. Тепловая часть автоматического выключателя обеспечивает временную реакцию, которая отключает автоматический выключатель раньше при больших токах перегрузки, но позволяет меньшим перегрузкам сохраняться в течение более длительного времени. Это допускает кратковременные всплески тока, возникающие при включении двигателя или другой нерезистивной нагрузки. При очень больших перегрузках по току во время короткого замыкания магнитный элемент отключает выключатель без намеренной дополнительной задержки.

Магнитно-гидравлический

Магнитно-гидравлический выключатель использует катушку соленоида для обеспечить рабочее усилие для размыкания контактов. Магнитно-гидравлические отбойные молотки имеют функцию гидравлической задержки с использованием вязкой жидкости. Пружина удерживает сердечник до тех пор, пока ток не превысит номинальное значение выключателя. Во время перегрузки скорость движения соленоида ограничивается жидкостью. Задержка допускает кратковременные скачки тока сверх нормального рабочего тока для запуска двигателя, подачи питания на оборудование и т. Д. Токи короткого замыкания обеспечивают достаточное усилие соленоида для освобождения защелки независимо от положения сердечника, таким образом обходя функцию задержки. Температура окружающей среды влияет на время задержки, но не влияет на номинальный ток магнитного прерывателя.

Силовые выключатели большой мощности, применяемые в цепях с напряжением более 1000 вольт, могут включать гидравлические элементы в контактный приводной механизм. Гидравлическая энергия может подаваться насосом или храниться в аккумуляторах. Они образуют отдельный тип от маслонаполненных автоматических выключателей, в которых масло является средством гашения дуги.

Автоматические выключатели с общим расцеплением (групповые)

Трехполюсный автоматический выключатель с общим расцепителем для питания трехфазного устройства. Этот выключатель имеет номинал 2 А.

Чтобы обеспечить одновременное отключение нескольких цепей от повреждения любой из них, автоматические выключатели могут быть выполнены в виде сборного узла. Это очень распространенное требование для трехфазных систем, в которых размыкание может быть трех- или четырехполюсным (сплошная или переключаемая нейтраль). Некоторые производители изготавливают комплекты для сборки, позволяющие при необходимости соединять группы однофазных выключателей.

В США, где обычно используются расщепленные фазы, в ответвленных цепях с более чем одним токоведущим проводом каждый токоведущий провод должен быть защищен полюсом выключателя. Чтобы гарантировать отключение всех токоведущих проводов при отключении любого полюса, необходимо использовать автоматический выключатель «общего отключения». Они могут содержать два или три отключающих механизма в одном корпусе, или, для небольших выключателей, они могут связывать полюса снаружи с помощью рукояток управления. Двухполюсные автоматические выключатели с общим расцеплением обычно используются в системах на 120/240 вольт, где нагрузки 240 вольт (включая основные приборы или другие распределительные щиты) охватывают два провода под напряжением. Трехполюсные автоматические выключатели с общим расцепителем обычно используются для подачи трехфазной электроэнергии на большие двигатели или другие распределительные щиты.

Запрещается использовать отдельные автоматические выключатели для фаз, находящихся под напряжением, и нейтрали, потому что, если нейтраль отключена, а провод под напряжением остается подключенным, возникает очень опасное состояние: цепь кажется обесточенной (приборы не работают), но провода остаются под напряжением, и некоторые устройства остаточного тока (УЗО) могут не сработать, если кто-то коснется провода под напряжением (потому что некоторым УЗО для срабатывания требуется питание). Вот почему при переключении нейтрального провода следует использовать только обычные размыкающие выключатели.

Независимые расцепители

Независимые расцепители кажутся похожими на обычный выключатель, а подвижные исполнительные механизмы «объединены» с обычным механизмом выключателя для совместной работы аналогичным образом, но Независимый расцепитель - это соленоид, предназначенный для работы от внешнего сигнала постоянного напряжения, а не от тока, обычно от напряжения местной сети или постоянного тока. Они часто используются для отключения электроэнергии, когда происходит событие с высоким риском, такое как пожар или наводнение, или другое электрическое состояние, такое как обнаружение перенапряжения. Независимые расцепители могут быть устанавливаемыми пользователем аксессуарами стандартного выключателя или поставляться как неотъемлемая часть автоматического выключателя.

Средневольтный

Воздушный выключатель марки Siemens, установленный на шкафу управления двигателем

Выключатель среднего напряжения номиналом от 1 до 72 кВ может быть собран в распределительные устройства в металлическом корпусе для для использования внутри помещений или в виде отдельных компонентов, установленных на открытом воздухе на подстанции. Автоматические выключатели с воздушным разрывом заменили маслонаполненные блоки для внутреннего применения, но теперь сами заменяются вакуумными выключателями (примерно до 40,5 кВ). Как и описанные ниже высоковольтные автоматические выключатели, они также управляются токочувствительными защитными реле, управляемыми через трансформаторы тока. Характеристики выключателей среднего напряжения приведены в международных стандартах, таких как IEC 62271. В выключателях среднего напряжения почти всегда используются отдельные датчики тока и защитные реле, вместо того, чтобы полагаться на встроенные тепловые или магнитные датчики максимального тока.

Выключатели среднего напряжения можно классифицировать по среде, используемой для гашения дуги:

  • Вакуумные выключатели - с номинальным током до 6300 А и выше для применения в генераторных автоматических выключателях (up до 16000 А и 140 кА). Эти выключатели прерывают ток, создавая и гаснув дугу в вакуумном контейнере, также известном как «бутылка». Сильфоны с длительным сроком службы рассчитаны на перемещение контактов на 6–10 мм. Обычно они применяются для напряжений примерно до 40 500 В, что примерно соответствует диапазону среднего напряжения энергосистем. У вакуумных автоматических выключателей более длительный срок службы между капитальными ремонтами, чем у других автоматических выключателей. Вдобавок их потенциал глобального потепления намного ниже, чем у SF6автоматических выключателей.
  • воздушных автоматических выключателей - номинальный ток до 6300 А и выше для генераторных автоматических выключателей. Характеристики срабатывания часто полностью настраиваются, включая настраиваемые пороги срабатывания и задержки. Обычно с электронным управлением, хотя некоторые модели управляются микропроцессором через встроенный электронный расцепитель. Часто используется для распределения электроэнергии на крупных промышленных предприятиях, где выключатели расположены в выдвижных корпусах для простоты обслуживания.
  • SF6автоматические выключатели гасят дугу в камере, заполненной гексафторидом серы газ.

Автоматические выключатели среднего напряжения могут быть подключены к цепи болтовым соединением с шинами или проводами, особенно в открытых распределительных устройствах. Выключатели среднего напряжения в распределительных устройствах часто имеют выдвижную конструкцию, что позволяет снимать выключатель без нарушения соединений силовых цепей, с использованием механизма с приводом от двигателя или с ручным приводом для отделения выключателя от корпуса.

Высоковольтные

Три однофазных советских / российских масляных выключателя 110 кВ SF 400 кВ 6 автоматических выключателей под напряжением

Электрические сети передачи электроэнергии защищены и управляются высоковольтными выключателями. Определение высокого напряжения варьируется, но при работе по передаче электроэнергии обычно считается 72,5 кВ или выше, согласно недавнему определению Международной электротехнической комиссии (IEC). Высоковольтные выключатели почти всегда работают с соленоидом , а с датчиками тока защитными реле работают через трансформаторы тока. В подстанциях схема защитного реле может быть сложной, защищая оборудование и шины от различных типов перегрузок или замыканий на землю / землю.

Высоковольтные выключатели широко классифицируются в зависимости от среды, используемой для гашения дуги:

  • Масло в масле
  • Минимальное количество масла
  • Воздушный удар
  • Вакуум
  • SF6
  • CO2

Из-за соображений экологии и стоимости изоляции разливов нефти в большинстве новых выключателей для гашения дуги используется газ SF 6.

Автоматические выключатели можно классифицировать как резервуар под напряжением, где корпус, содержащий механизм отключения, находится под линейным потенциалом, или как мертвый резервуар с корпусом, имеющим потенциал земли. Обычно выпускаются высоковольтные выключатели переменного тока с номинальным напряжением до 765 кВ. Выключатели на 1200 кВ были введены в эксплуатацию компанией Siemens в ноябре 2011 года, а в апреле следующего года - компанией ABB.

Высоковольтные выключатели, используемые в системах передачи, могут быть установлены таким образом, чтобы обеспечить возможность подключения одного полюса трехфазной линии. отключение вместо отключения всех трех полюсов; для некоторых классов неисправностей это улучшает стабильность и доступность системы.

Высоковольтные выключатели постоянного тока с 2015 года все еще являются областью исследований. Такие выключатели могут быть полезны для соединения систем передачи постоянного тока высокого напряжения.

Гексафторид серы (SF 6) высоковольтный

В выключателе с гексафторидом серы для гашения дуги используются контакты, окруженные газообразным гексафторидом серы. Чаще всего они используются для напряжений на уровне передачи и могут быть включены в компактные распределительные устройства с элегазовой изоляцией. В холодном климате может потребоваться дополнительный нагрев или снижение номинальных характеристик автоматических выключателей из-за сжижения элегаза SF6.

Размыкающий автоматический выключатель (DCB)

Размыкающий автоматический выключатель (DCB) был представлен в 2000 году и представляет собой высоковольтный автоматический выключатель, созданный по образцу выключателя SF 6.. Это техническое решение, в котором функция отключения встроена в камеру отключения, что устраняет необходимость в отдельных разъединителях. Это увеличивает готовность, поскольку главные контакты выключателя-разъединителя открытого типа нуждаются в обслуживании каждые 2–6 лет, а современные автоматические выключатели имеют интервалы обслуживания 15 лет. Внедрение решения DCB также снижает требования к пространству на подстанции и увеличивает надежность из-за отсутствия отдельных разъединителей.

Чтобы еще больше уменьшить требуемую площадь подстанции, поскольку Помимо упрощения конструкции и проектирования подстанции, оптоволоконный датчик тока (FOCS) может быть интегрирован с DCB. DCB на 420 кВ со встроенным FOCS может уменьшить площадь занимаемой площади подстанции более чем на 50% по сравнению с традиционным решением, состоящим из выключателей под напряжением с разъединителями и током. трансформаторы, из-за уменьшенного количества материала и отсутствия дополнительной изоляционной среды.

Углекислый газ (CO 2) высоковольтный

В 2012 году ABB представила высокое напряжение 75 кВ - автоматический выключатель, использующий углекислый газ в качестве среды для гашения дуги. Выключатель двуокиси углерода работает по тем же принципам, что и выключатель SF 6, а также может изготавливаться как размыкающий выключатель. Переключившись с SF 6 на CO 2, можно снизить выбросы CO 2 на 10 тонн в течение жизненного цикла продукта.

«Умные» автоматические выключатели

Некоторые фирмы рассматривают возможность добавления контроля за приборами с помощью электроники или использования цифрового автоматического выключателя для дистанционного контроля выключателей. Коммунальные компании в США изучают возможность использования этой технологии для включения и выключения приборов, а также для отключения зарядки электромобилей в периоды высокой нагрузки на электросеть. Эти исследуемые и тестируемые устройства будут иметь возможность беспроводной связи для мониторинга использования электроэнергии в доме с помощью приложения для смартфона или других средств.

Другие выключатели

Автоматический выключатель остаточного тока с защитой от перегрузки

Следующие типы описаны в отдельных статьях.

  • Автоматические выключатели для защиты от замыканий на землю, слишком малые для срабатывания устройства защиты от сверхтоков:
    • Устройство защитного отключения (УЗО) или устройство защитного отключения (RCCB) - обнаруживает дисбаланс токов, но не обеспечить защиту от перегрузки по току. В США и Канаде они называются прерывателями цепи замыкания на землю (GFCI).
    • Автоматический выключатель остаточного тока с максимальной токовой защитой (RCBO ) - сочетает в себе функции УЗО и MCB в одной упаковке. В США и Канаде они называются выключателями GFCI.
    • Автоматический выключатель утечки на землю (ELCB) - он непосредственно определяет ток в заземляющем проводе, а не обнаруживает дисбаланс. Их больше не видят в новых установках, поскольку они не могут обнаружить никаких опасных условий, при которых ток возвращается на землю другим путем - например, через человека на земле или по водопроводу. (также называется VOELCB в Великобритании).
  • Recloser - Тип автоматического выключателя, который автоматически замыкается после задержки. Они используются в воздушных системах распределения электроэнергии, чтобы предотвратить кратковременные неисправности, приводящие к длительным отключениям.
  • Polyswitch (polyfuse) - небольшое устройство, обычно описываемое как предохранитель с автоматическим сбросом, а не как предохранитель. circuit breaker.

See also

  • icon Electronics portal

References

General
  • BS EN 60898-1. Electrical accessories — Circuit breakers for over-current protection for household and similar installations. British Standards Institution, 2003.
Последняя правка сделана 2021-05-15 08:24:15
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте