Leistungsschalter

Wie der Leistungsschalter funktioniert

Automatische Schalter (Schalter, Unterbrecher) sind elektrische Schaltgeräte, die dazu bestimmt sind, Stromkreise im Normalbetrieb zu leiten und elektrische Netze und Geräte automatisch vor Notfällen (Kurzschlussströme, Überlastströme, Spannungsabfall oder -verlust, Richtungsänderung) zu schützen des Stroms, das Auftreten von Magnetfeldern leistungsstarker Generatoren im Notfall usw.) sowie bei seltener Umschaltung der Nennströme (6-30 Mal am Tag).

Aufgrund ihrer Einfachheit, Bequemlichkeit, Wartungssicherheit und Zuverlässigkeit des Schutzes gegen Kurzschlussströme werden diese Geräte häufig in Elektroinstallationen mit geringer und hoher Leistung eingesetzt.

Leistungsschalter sind manuelle Schaltgeräte, viele Typen verfügen jedoch über einen elektromagnetischen oder elektromotorischen Antrieb, sodass sie auch aus der Ferne bedient werden können.

Funktionsprinzip

Die Abschaltung der Maschinen erfolgt in der Regel manuell (per Antrieb oder Fernbedienung) und im Falle einer Verletzung des Normalbetriebs (Auftreten von Überstrom oder Spannungsabfall) automatisch.In diesem Fall ist jede Maschine mit einem Überspannungsauslöser und bei einigen Typen auch mit einem Unterspannungsauslöser ausgestattet.

Entsprechend den ausgeführten Schutzfunktionen werden Leistungsschalter in Automaten unterteilt: Überstrom, Unterspannung und Rückleistung.

Leistungsschalter dienen dazu, einen Stromkreis automatisch zu öffnen, wenn darin Kurzschluss- und Überlastströme oberhalb des eingestellten Grenzwerts auftreten. Durch den Austausch von Schalter und Sicherung bieten sie einen zuverlässigeren und selektiveren Schutz unter anormalen Bedingungen.

Wenn die Umgebungsbedingungen von den Normalbedingungen abweichen (die Luftfeuchtigkeit beträgt mehr als 85 % und enthält Verunreinigungen durch schädliche Dämpfe), sollten die Leistungsschalter in staubfeuchten und chemisch beständigen Kästen und Schränken untergebracht werden.

Einstufung

Leistungsschalter werden unterteilt in:

• Installationsschutzschalter verfügen über ein schützendes Isoliergehäuse (Kunststoff) und können an öffentlichen Orten installiert werden;

• universell – sie haben kein solches Gehäuse und sind für den Einbau in Verteilergeräte vorgesehen;

• schnelles Handeln (die eigene Reaktionszeit überschreitet nicht 5 ms);

• langsam (von 10 bis 100 ms);

Die Geschwindigkeit wird durch das Funktionsprinzip selbst (polarisierte elektromagnetische oder induktionsdynamische Prinzipien usw.) sowie durch die Bedingungen für ein schnelles Erlöschen des Lichtbogens bestimmt. Ein ähnliches Prinzip wird bei Strombegrenzungsmaschinen verwendet;

• gezielt einstellbare Ansprechzeit im Bereich von Kurzschlussströmen;

• Leistungsschalter mit Rückstrom, die nur aktiviert werden, wenn sich die Stromrichtung im geschützten Stromkreis ändert;

• Polarisierte Automaten schalten den Stromkreis nur ab, wenn der Strom in Vorwärtsrichtung ansteigt, unpolarisiert – bei jeder Stromrichtung.

Design

Die Konstruktionsmerkmale und das Funktionsprinzip der Maschine werden durch ihren Zweck und Umfang bestimmt.

Das Ein- und Ausschalten der Maschine kann manuell, mit einem Elektromotor oder einem elektromagnetischen Antrieb erfolgen.

Der Handantrieb wird für Nennströme bis 1000 A eingesetzt und sorgt für eine garantierte Endschaltleistung, unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Schließgriffs (der Bediener muss den Schaltvorgang zielgerichtet ausführen: starten – zu Ende bringen).

Elektromagnetische und elektromotorische Antriebe werden durch Spannungsquellen gespeist. Der Steuerstromkreis des Antriebs muss gegen wiederholtes Kurzschließen geschützt sein, während der Einschaltvorgang der Maschine auf die Grenzkurzschlussströme bei einer Versorgungsspannung von 85-110 % des Nennwerts stoppen muss.

Bei Überlast- und Kurzschlussströmen löst der Leistungsschalter aus, unabhängig davon, ob der Steuerhebel in der geschlossenen Position gehalten wird.

Ein wichtiger Teil der Maschine ist ein Auslöser, der die eingestellten Parameter des geschützten Stromkreises steuert und auf das Auslösegerät einwirkt, das den Leistungsschalter auslöst. Darüber hinaus ermöglicht die Freigabe die Fernabschaltung der Maschine. Die häufigsten Editionen sind die folgenden Typen:

• elektromagnetisch zum Schutz vor Kurzschlussströmen;

• thermisch zum Schutz vor Überlastung;

• kombiniert;

• Halbleiter mit hoher Stabilität der Ansprechparameter und einfacher Abstimmung.

Leistungsschalter ohne Auslöser können zum Schalten eines Stromkreises ohne Strom oder zum seltenen Schalten des Nennstroms verwendet werden.

Die von der Industrie hergestellten Leistungsschalterserien sind für den Einsatz in verschiedenen Klimazonen, an Orten mit unterschiedlichen Arbeitsbedingungen, für den Betrieb unter unterschiedlichen Bedingungen hinsichtlich mechanischer Beanspruchung und Explosivität der Umgebung konzipiert und haben unterschiedliche Grad des Schutzes gegen Berührung und äußere Einflüsse.

Informationen zu bestimmten Gerätetypen, ihren Standardausführungen und Standardgrößen finden Sie in den normativen und technischen Dokumenten. In der Regel handelt es sich bei einem solchen Dokument um die Technischen Bedingungen (TU) der Anlage... Um Produkte zu vereinheitlichen, die weit verbreitet sind und von mehreren Unternehmen hergestellt werden, wird in einigen Fällen das Niveau des Dokuments angehoben (manchmal bis zum Niveau des Staatsstandards).

Leistungsschalter bestehen aus folgenden Hauptkomponenten:

• Kontaktsystem;

• Lichtbogenlöschanlage;

• befreiend;

• Kontrollmechanismus;

• freier Freigabemechanismus.

Ein Kontaktsystem besteht aus festen Kontakten, die im Gehäuse befestigt sind, und beweglichen Kontakten, die an der Halbachse des Hebels des Steuermechanismus angelenkt sind, und sorgt normalerweise für eine einzelne Stromkreisunterbrechung.

In jedem Pol des Leistungsschalters ist eine Lichtbogenlöschvorrichtung installiert, die dazu dient, einen Lichtbogen in einem begrenzten Volumen zu lokalisieren. Es handelt sich um eine Lichtbogenkammer mit einem Gitter aus entionisiertem Stahlblech. Es können auch Funkenfänger in Form von Faserplatten vorgesehen sein.

Ein Freilösemechanismus ist ein gelenkiger 3- oder 4-Glieder-Mechanismus, der die Freigabe und Deaktivierung des Kontaktsystems sowohl im automatischen als auch im manuellen Betrieb ermöglicht.

Ein elektromagnetischer Überstromauslöser, bei dem es sich um einen Ankerelektromagneten handelt, sorgt für die automatische Auslösung des Leistungsschalters bei Kurzschlussströmen, die die Stromeinstellung überschreiten. Elektromagnetische Stromauslöser mit hydraulischer Verzögerungseinrichtung verfügen zum Schutz vor Überlastströmen über eine stromabhängige Verzögerung.

Bei der thermischen Überlastentlastung handelt es sich um eine Thermobimetallplatte. Bei Überlastströmen sorgen die Verformung und Kräfte dieser Platte für eine automatische Auslösung des Leistungsschalters. Die Verzögerung nimmt mit steigendem Strom ab.

Halbleiterauslöseeinheiten bestehen aus einem Messelement, einem Halbleiterrelaisblock und einem Ausgangselektromagneten, der auf den Freiauslösemechanismus der Maschine wirkt. Als Messelement wird ein Stromwandler (AC) oder ein Verstärker mit magnetischer Drossel (DC) verwendet.

Mit dem Halbleiterstromauslöser können folgende Parameter eingestellt werden:

• Nennentladestrom;

• Einstellung für Betriebsstrom im Bereich von Kurzschlussströmen (Unterbrechungsstrom);

• Reaktionszeiteinstellungen in der Überlastungszone;

• Reaktionszeiteinstellungen im Bereich von Kurzschlussströmen (für selektive Schalter).

Viele Leistungsschalter verwenden Kombinationsauslöser, die thermische Elemente zum Schutz vor Überlastströmen und elektromagnetische Elemente zum Schutz vor Kurzschlussströmen ohne Zeitverzögerung (Unterbrechung) verwenden.

Der Leistungsschalter verfügt außerdem über zusätzliche Baugruppen, die in den Leistungsschalter eingebaut oder extern daran befestigt werden.Dies können unabhängige, Null- und Niederspannungskontakte, Frei- und Hilfskontakte, manueller und elektromagnetischer Fernantrieb, automatische Abschaltsignalisierung und eine Vorrichtung zum Verriegeln des Leistungsschalters in der „Aus“-Position sein.

Der Arbeitsstromauslöser ist ein Elektromagnet, der von einer externen Spannungsquelle gespeist wird. Sub- und Zero-Releases können zeitverzögert und nicht zeitverzögert sein. Mit Hilfe eines Arbeitsstrom- oder Unterspannungsauslösers ist eine Fernabschaltung der Maschine möglich.

Betriebsbedingungen

Die Schalter sind in Ausführungen mit unterschiedlichem Schutzgrad gegen Berührung und äußere Einflüsse erhältlich (IPOO, IP20, IP30, IP54). In diesem Fall kann die Schutzart der Klemmen zum Anschluss externer Leitungen geringer sein als die Schutzart des Schaltergehäuses.

Die Schalter werden in 5 Klimaversionen und 5 Platzierungskategorien hergestellt, die mit den Buchstaben U, UHL, T, M, OM und den Zahlen 1,2,3,4,5 codiert sind.

Die Schalter sind für den Dauerbetrieb unter folgenden Bedingungen ausgelegt:

• Installation in einer Höhe von nicht mehr als 1000 m (Schalter der Serien AP50 und AE1000 – in einer Höhe von nicht mehr als 2000 m über dem Meeresspiegel);

• Umgebungslufttemperatur von – 40 (ohne Tau und Frost) bis + 40 ° C (für Schalter der AE1000-Serie – von +5 bis + 40 ° C);

• relative Luftfeuchtigkeit der Umgebung nicht mehr als 90 % bei 20 °C und nicht mehr als 50 % bei 40 °C;

• Umgebung – nicht explosiv, enthält keinen Staub (einschließlich leitfähigen) in einer Menge, die den Betrieb des Leistungsschalters stört, und keine korrosiven Gase und Dämpfe in Konzentrationen, die Metalle und Isolierung zerstören;

• Einbauort des Schalters – geschützt vor Wasser, Öl, Emulsion usw.;

• Mangel an direkter Sonneneinstrahlung und radioaktiver Strahlung;

• Mangel an scharfen Stößen (Schlägen) und starkem Schütteln; Vibrationen der Befestigungspunkte der Schalter mit einer Frequenz von bis zu 100 Hz und einer Beschleunigung von nicht mehr als 0,7 g sind zulässig.

Die Gruppen von Betriebsbedingungen für elektrische Produkte im Hinblick auf die Auswirkungen mechanischer Faktoren der äußeren Umgebung werden durch GOST 17516.1-90 bestimmt. Gemäß den Katalogdaten sind die Leistungsschalter für den Betrieb in den Gruppen Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25 ausgelegt.

In puncto Sicherheit entsprechen Leistungsschalter GOST 12.2.007.0-75 und GOST 12.2.007.6-75, den Anforderungen der „Regeln für Elektroinstallationen“ und gewährleisten die in den „Regeln für den technischen Betrieb von Anlagen“ festgelegten Betriebsbedingungen. vom Benutzer“ und „Sicherheitsregeln für den Betrieb elektrischer Anlagen durch den Benutzer“, genehmigt vom Staatlichen Energieaufsichtsdienst am 21.12.94. Hinsichtlich des Schutzes vor Ableitströmen erfüllen Leistungsschalter die Anforderungen von GOST 12.1. 038-82.

Nichtarbeitsarbeiten (Lagerung und Transport während der Arbeitspausen) erfolgen gemäß GOST 15543-70 und GOST 15150-69.

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