Elektromagnetische Schütze

Schütze sind ferngesteuerte Geräte, die für das häufige Ein- und Ausschalten von Stromkreisen im Normalbetrieb ausgelegt sind.

Ein elektromagnetischer Schütz ist ein elektrisches Gerät zum Schalten von Stromversorgungskreisen. Das Schließen oder Öffnen der Kontakte des Schützes erfolgt meist über einen elektromagnetischen Antrieb.

Klassifizierung elektromagnetischer Schütze

Gängige Industrieschütze werden klassifiziert als:

• durch die Art des Stroms des Hauptstromkreises und des Steuerstromkreises (einschließlich Wicklungen) – Gleich-, Wechsel-, Gleich- und Wechselstrom;

• nach der Anzahl der Hauptpole – von 1 bis 5;

• für den Nennstrom des Hauptstromkreises – von 1,5 bis 4800 A;

• nach Nennspannung des Hauptstromkreises: von 27 bis 2000 V DC; von 110 bis 1600 VAC mit einer Frequenz von 50, 60, 500, 1000, 2400, 8000, 10.000 Hz;

• bei Nennspannung Schließspule: von 12 bis 440 V DC, von 12 bis 660 V AC mit einer Frequenz von 50 Hz, von 24 bis 660 V AC mit einer Frequenz von 60 Hz;

• je nach Vorhandensein von Hilfskontakten - mit Kontakten, ohne Kontakte.

Schütze unterscheiden sich auch in der Art der Verbindung der Drähte des Hauptstromkreises und des Steuerstromkreises, der Installationsart, der Art der Verbindung externer Drähte usw.

Diese Eigenschaften spiegeln sich im vom Hersteller angegebenen Schütztyp wider.

Der normale Betrieb der Schütze ist zulässig

• wenn die Spannung an den Klemmen des Hauptstromkreises bis zu 1,1 und der Steuerstromkreis 0,85 bis 1,1 der Nennspannung der entsprechenden Stromkreise beträgt;

• Wenn die Wechselspannung auf 0,7 % der Nennspannung abfällt, sollte die Einschaltspule den Anker des Schützsolenoids in der vollständig gezogenen Position halten und ihn nicht halten, wenn die Spannung entfernt wird.

Die von der Industrie hergestellten Baureihen elektromagnetischer Schütze sind für den Einsatz in verschiedenen Klimazonen konzipiert, arbeiten unter unterschiedlichen Bedingungen, die durch den Betriebsstandort, mechanische Belastungen und Explosionsgefahr der Umgebung bestimmt werden, und verfügen in der Regel nicht über einen besonderen Berührungsschutz und äußere Einflüsse.

Entwurf elektromagnetischer Schütze

Das Schütz besteht aus folgenden Hauptkomponenten: Hauptkontakte, Lichtbogensystem, elektromagnetisches System, Hilfskontakte.

Die Hauptkontakte schließen und öffnen den Stromkreis. Sie müssen so ausgelegt sein, dass sie den Nennstrom über einen langen Zeitraum tragen und bei ihrer hohen Frequenz eine große Anzahl von Ein- und Ausschaltvorgängen erzeugen können. Die Position der Kontakte gilt als normal, wenn die Schütz-Rückzugsspule stromlos ist und alle verfügbaren mechanischen Sperren gelöst sind. Die Hauptkontakte können vom Hebel- und Brückentyp sein. Die Hebelkontakte verfügen über ein rotierendes bewegliches System, die Brückenkontakte über ein geradliniges System.

Lichtbogenkammern für Gleichstromschütze basieren auf dem Prinzip der Löschung eines Lichtbogens durch ein transversales Magnetfeld in Kammern mit Längsschlitzen. Magnetfeld In den meisten Ausführungen erfolgt die Erregung durch eine mit den Kontakten in Reihe geschaltete Lichtbogenlöschspule.

Eine Lichtbogenlöschanlage sorgt für die Löschung des Lichtbogens, der beim Öffnen der Hauptkontakte entsteht. Die Lichtbogenlöschmethoden und die Gestaltung von Lichtbogenlöschanlagen werden durch die Stromart im Hauptstromkreis und die Funktionsweise des Schützes bestimmt.

Ein elektromagnetisches Schützsystem ermöglicht die Fernsteuerung des Schützes, d. h. an und aus. Die Auslegung des Systems wird durch die Stromart und Steuerschaltung des Schützes sowie dessen Kinematikdiagramm bestimmt. Das elektromagnetische System besteht aus Kern, Anker, Spulen und Verbindungselemente.

Das elektromagnetische System des Schützes kann so ausgelegt sein, dass es den Anker schließt und geschlossen hält oder dass es nur den Anker schließt. Das Halten in der geschlossenen Position erfolgt in diesem Fall durch eine Verriegelung.

Das Abschalten des Schützes erfolgt nach dem Abschalten der Spule unter der Wirkung der Öffnungsfeder oder des Eigengewichts des beweglichen Systems, häufiger jedoch der Feder.

Hilfskontakte. Sie schalten in den Steuerstromkreisen des Schützes sowie in den Sperr- und Meldestromkreisen. Sie sind für die kontinuierliche Leitung eines Stroms von höchstens 20 A und eines Ausschaltstroms von höchstens 5 A ausgelegt. Die Kontakte werden sowohl beim Schließen als auch beim Öffnen hergestellt, in den meisten Fällen in Brückenbauweise.

AC-Schütze sind mit deionischen Leistungsschaltern erhältlich.Wenn der Lichtbogen entsteht, bewegt er sich zum Gitter, zerfällt in eine Reihe kleiner Lichtbögen und erlischt in dem Moment, in dem der Strom den Nulldurchgang durchläuft.

Schemata zum Anschluss eines Schützes, bestehend aus funktionalen leitfähigen Elementen (Steuerspulen, Haupt- und Hilfskontakte), haben in den meisten Fällen eine Standardform und unterscheiden sich nur in der Anzahl und Art der Kontakte und Spulen.

Wichtige Schützparameter sind Bemessungsbetriebsströme und -spannungen.

Nennstrom des Schützes – Dies ist der Strom, der durch die Erwärmungsbedingungen des Hauptstromkreises bestimmt wird, wenn das Schütz nicht ein- oder ausgeschaltet wird. Darüber hinaus ist das Schütz in der Lage, diesem Strom von drei geschlossenen Hauptkontakten 8 Stunden lang standzuhalten, und der Temperaturanstieg seiner verschiedenen Teile darf den zulässigen Wert nicht überschreiten. Bei intermittierendem Betrieb des Gerätes wird häufig der Begriff des zulässigen Ersatzstroms des Dauerbetriebs verwendet.

Spannung des Hauptstromkreises des Schützes – Die höchste Nennspannung, für die das Schütz ausgelegt ist. Bestimmen Bemessungsstrom und Bemessungsspannung des Schützes die maximal zulässigen Betriebsbedingungen für das Schütz im Dauerbetrieb, so werden Bemessungsbetriebsstrom und Bemessungsspannung durch diese Betriebsbedingungen bestimmt. Somit ist der vom Hersteller festgelegte Nennbetriebsstrom, der den Einsatz des Schützes unter den gegebenen Bedingungen bestimmt, abhängig von der Nennbetriebsspannung, der Nennbetriebsart, der Einsatzkategorie, der Bauart und den Betriebsbedingungen. Und die Nennbetriebsspannung entspricht der Netzspannung, bei der das Schütz unter den gegebenen Bedingungen arbeiten kann.

Schütze müssen gemäß den folgenden grundlegenden technischen Parametern ausgewählt werden:

1) nach Zweck und Umfang;

2) nach Nutzungskategorie;

3) hinsichtlich der mechanischen und Schaltverschleißfestigkeit;

4) entsprechend der Anzahl und Ausführung der Haupt- und Hilfskontakte;

5) durch die Art des Stroms und die Werte der Nennspannung und des Nennstroms des Hauptstromkreises;

6) entsprechend der Nennspannung und dem Stromverbrauch der Schaltspulen;

7) je nach Betriebsart;

8) nach Klimadesign und Platzierungskategorie.

Gleichstromschütze dienen zum Schalten von Gleichstromkreisen und werden typischerweise von einem Gleichstrom-Elektromagneten angetrieben. Wechselstromschütze dienen zum Schalten von Wechselstromkreisen. Die Elektromagnete dieser Stromkreise können Wechselstrom oder Gleichstrom sein.

DC-Schütze.

Derzeit sind der Einsatz von Gleichstromschützen und deren Neuentwicklung entsprechend reduziert. Gleichstromschütze werden hauptsächlich für Spannungen von 22 und 440 V, Ströme bis 630 A, einpolig und zweipolig, hergestellt.

Schütze der Serie KPD 100E sind zum Schalten von Hauptstromkreisen und Steuerstromkreisen eines Gleichstrom-Elektroantriebs mit einer Spannung von bis zu 220 V bestimmt.

Schütze sind für Nennströme von 25 bis 250 A erhältlich.

Schütze der Serie KPV 600 sind für das Schalten der Hauptstromkreise von Elektroantrieben mit Gleichstrom konzipiert. Die Schütze dieser Serie sind in zwei Ausführungen erhältlich: mit einem Schließerkontakt (KPV 600) und mit einem Schließerkontakt (KPV 620).

Die Schütze werden vom Gleichstromnetz gesteuert.

Schütze werden für Nennströme von 100 bis 630 A hergestellt. Ein Schütz für einen Strom von 100 A hat eine Masse von 5,5 kg, für 630 A — 30 kg.

AC-Schütze: KT6000, KT7000

CT (KTP) – X1 X2 X3 X4 S X5

X1 – Seriennummer, 60, 70.

X2 – Schützgröße: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6.

X3 – Anzahl der Pole: 2, 3, 4, 5.

X4 – zusätzliche Bedeutung der spezifischen Merkmale der Serie:B – modernisierte Kontakte; A – erhöhte Schaltleistung bei einer Spannung von 660 V.

C – Metall-Keramik-Kontakte auf Silberbasis. Das Fehlen eines Buchstabens bedeutet, dass die Kontakte aus Kupfer bestehen.

X5 – Klimatische Eigenschaften: U3, UHL, T3.

Wechselstromschütze werden im Allgemeinen dreipolig mit schließenden Hauptkontakten gebaut. Elektromagnetische Systeme bestehen aus ausgekleideten, also aus einzelnen isolierten Platten mit einer Dicke von bis zu 1 mm zusammengesetzten Spulen mit niedriger Impedanz und geringer Windungszahl. Der Hauptteil des Widerstands der Spule ist ihr induktiver Widerstand, der von der Größe des Spalts abhängt. Daher ist der Strom in der AC-Schützspule bei offenem System 5-10 mal höher als der Strom bei geschlossenem Magnetsystem. Das elektromagnetische System von Wechselstromschützen verfügt über einen Kernkurzschluss, um Geräusche und Vibrationen zu eliminieren.

Dreipoliges KT-Schütz für einen Strom von 400 A: a – Gesamtansicht (ohne Lichtbogennut am ersten Pol), b – Elektromagnet, c – Kontakte und Lichtbogennut, 1 – Platte, 2 – Welle der beweglichen Kontakte und Anker, 3 – Blockkontakte, 4 – beweglicher Hauptkontakt, 5 – fester Kontakt, B – Lichtbogenkammern: 7 – elektromagnetischer Kern, 8 – Anker, 9 – elektromagnetische Spule, 10 – Ankerhalter, 11 – Öffnungsblockkontakte, 12 – Kerndraht , 13 – Kurzschluss, 14 – Platten der Lichtbogenlöschkammer, 15 – Kontaktfeder, 16 – beweglicher Kontakthalter, 17 – flexible Verbindung.

Im Gegensatz zu Gleichstromschützen ist der Schaltmodus von Wechselstromschützen aufgrund des Einschaltstroms von Käfigläufermotoren schwerwiegender als der Ausschaltmodus. Darüber hinaus führt das Vorhandensein von Kontaktprellen beim Einschalten unter diesen Bedingungen zu einem starken Verschleiß der Kontakte. Daher ist die Bekämpfung des Abprallens beim Einschalten hier von größter Bedeutung.