Kuhni-nn.ru

Кухни НН
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автоматические выключатели с электромагнитной регулировкой

Автоматические выключатели с электромагнитной регулировкой

Питер Кетлер, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, г. Бломберг (Германия)
Альберт Баишев, ООО «Феникс Контакт РУС», г. Москва

Избегайте риска – используйте автоматические выключатели для защиты приборов

Автоматические выключатели используются повсеместно в самых разных отраслях. Phoenix Contact представляет линейку автоматических выключателей серии СВ.
Это термомагнитные и электронные автоматические выключатели с различными отключающими характеристиками, специально разработанные для обеспечения надежной селективной защиты вторичных цепей постоянного тока.

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ С ТЕРМОМАГНИТНЫМИ РАСЦЕПИТЕЛЯМИ

В случае перегрузки термомагнитные автоматические выключатели отключаются механически с определенной задержкой посредством биметаллической пластины. Этот тип размыкания цепи называется тепловым отключением. При появлении короткого замыкания магнитный сердечник вызывает мгновенное отключение контролируемого устройства (или нескольких устройств, контролируемых одним автоматическим выключателем) от источника питания, предотвращая отключение всей группы устройств, запитанной от одного источника.

В линейку СВ включены аппараты с тремя видами характеристик срабатывания электромагнитного расцепителя, удовлетворяющих конкретным условиям применения.

Три характеристики отключения аппаратов серии СВ (рис. 1) разработаны для того, чтобы обеспечить лучшую защиту различных устройств.

Рис. 1. Диапазоны срабатывания характеристик автоматических выключателей серии СВ с термомагнитным расцепителем

Выключатели с быстрой характеристикой F1 – хороший вариант для защиты устройств с низкими пусковыми токами.

Для защиты приборов с более высокими пусковыми токами предназначены аппараты с характеристикой отключения SFB (Selective Fuse Breaking), представляющей собой оптимизированную характеристику С. Диапазон срабатывания характеристики SFB составляет [6–10] Iном, что значительно уже, чем для стандартной характеристики отключения С, кратной [7,5–15] Iном на постоянном токе. Это обеспечивает лучшую селективность отключения и надежное срабатывание автоматического выключателя даже при существенном увеличении дистанции между источником питания и нагрузкой.

Характеристика М1 отличается большей инерционностью, благодаря чему она идеально подходит для защиты устройств с очень высокими и длительными пусковыми токами.

СИГНАЛЬНЫЙ КОНТАКТ И РАЗМЫКАНИЕ ЦЕПИ

Изолированный переключающий сигнальный контакт, встроенный в каждый термомагнитный автоматический выключатель СВ, обеспечивает высокую гибкость при организации сигнализации состояния защиты. Это позволяет обслуживающему персоналу быстро определить, где в системе возникла неисправность, и незамедлительно принять меры по ее устранению.

При неисправности в нагрузке необходимо обеспечить надежное электрическое разъединение, чтобы изолировать неисправный прибор. Термомагнитные автоматические выключатели гарантируют надежное отключение, используя механическое размыкание цепи, что в данном случае является их преимуществом перед электронными защитными устройствами.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Электронные автоматические выключатели изготавливаются в корпусе, аналогичном корпусу термомагнитных выключателей. Защитное устройство имеет встроенную схему на базе биполярного транзистора, которая отключает ток нагрузки при срабатывании. Ключевое преимущество автоматических выключателей данного типа перед автоматическими выключателями с механическим расцепителем – возможность активного ограничения тока. Кроме того, некоторые версии этих устройств дают возможность дистанционного включения и отключения.

Ток перегрузки в данном случае ограничен коэффициентом 1,25, что значительно ниже, чем в случае с термомагнитными выключателями. Это означает, что максимальная длина провода между источником питания и нагрузкой при использовании электронных автоматических выключателей может быть в несколько раз больше. Однако при выборе необходимо убедиться, что пусковые токи защищаемого устройства не достигают границ срабатывания автоматического выключателя, чтобы не допустить ошибочные срабатывания.

Читайте так же:
Автоматический выключатель авв 32а 3 полюса

Серия СВ предлагает четыре типа электронных автоматических выключателей. Первые два типа имеют один сигнальный контакт – нормально замкнутый либо нормально разомкнутый. Другие два снабжены для сигнализации своего состояния активным выходом 24 В. При этом один из них имеет вход Reset, который позволяет дистанционно включить автоматический выключатель с помощью импульса 24 В после его срабатывания. И последний вариант предоставляет возможность как дистанционного включения, так и отключения автоматического выключателя с помощью подачи сигнала 24 В на вход Control. Благодаря данным функциям удаленное управление выполняется намного проще и быстрее.

ПРЕИМУЩЕСТВА КОНСТРУКЦИИ

Все версии новых автоматических выключателей СВ имеют одинаковые внешние размеры, соответствующие стандарту DIN 43880, что позволяет устанавливать их в стандартных монтажных коробках (рис. 2). Ширина устройства – всего 12,3 мм, что существенно экономит место при монтаже.

Рис. 2. Пример монтажа автоматических выключателей в стандартную распределительную коробку глубиной 120 мм вместе с блоком питания 24 В и УЗИП производства Phoenix Contact

Выключатели имеют штекерную конструкцию. При этом базовый элемент является универсальным и подходит для штекера любого типа данной серии. Это позволяет пользователю при необходимости свободно варьировать типы выключателей без разрыва электрических соединений. При подключении штекера он автоматически фиксируется в базовом элементе с помощью защелки, что предотвращает любую возможность случайного отсоединения автоматического выключателя от своего базового элемента.

Линейка автоматических выключателей от Phoenix Contact обеспечивает простой и удобный монтаж благодаря полной совместимости с системой клемм CLIPLINE Complete, которая характеризуется всеобъемлющей номенклатурой аксессуаров. Например, стандартные перемычки могут использоваться для быстрого и удобного распределения потенциала от одного источника питания на несколько автоматических выключателей. Использование двойного ряда перемычек позволяет проводить ток нагрузки до 41 А. Кроме того, перемычки можно использовать и для сигнальных контактов, с их помощью можно организовать как групповую, так и индивидуальную сигнализацию состояния автоматических выключателей.

Передовая технология подключения Push-in позволяет проводить монтаж проводов без использования инструмента и существенно сокращает время на установку (рис. 3).

Рис. 3. Подключение перемычек и проводов к базовым элементам автоматических выключателей

ТИПОВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Автоматические выключатели серии СВ предназначены в первую очередь для использования во вторичных системах питания напряжением 24 В постоянного тока для защиты конечных приборов и проводки от токов перегрузки и короткого замыкания. Наилучшая защита обеспечивается при защите каждого канала отдельным автоматическим выключателем. Это позволяет обслуживающему персоналу быстро определить, где произошел сбой, и принять меры.

Для менее критичных частей системы широко применяется вариант защиты целой группы приборов с помощью одного выключателя.

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Зачем нужна проверка расцепителей автоматических выключателей

Автоматические устройства защиты электросети ревизируют и испытывают для надежного срабатывания и отключения оборудования при коротком замыкании.

Читайте так же:
Если нагревается выключатель что это

Согласно требованиям надежности, автоматы проверяют в соответствии с требованиям ПУЭ п. 1.7.79 и п. 7.3.139. В правилах представлены значения отношений минимального расчетного тока КЗ к номинальному току плавкой вставки или расцепителя, которые обеспечивают надежное отключение поврежденной электрической сети.

В случае длительной ненормативной нагрузки, чтобы провод не поплавился, не загорелся, в электрическую цепь устанавливает автомат с тепловой защитой, рассчитываемой на номинальный ток кабеля.

У нас в лаборатории придают важное значение качеству металлов контактных шин, поэтому обследуем их с помощью прибора «Титан-500» — это портативный рентген флуоресцентный спектрометр, который выявляет точный состав.

Обслуживаем распределительные щиты 0,4кВ

Схема автоматического электромеханического выключателя нагрузки

Представленная схема для сборки своими руками поддерживает регулировку отключения в зависимости от токовой составляющей. Точка отключения регулируется в диапазоне 0,5 — 10А переменного / постоянного тока. В схеме используются чип ACS712ELCTR-20A-1 (МС1) — датчик линейного тока на основе эффекта Холла. Чип предназначен для измерения тока и обеспечения электрической изоляции между нагрузкой и цепью управления.

Среди особенностей электронной схемы устройства следует выделить следующие технические моменты:

  • быстродействие на уровне 1/60 секунды,
  • регулировка тока отключения в пределах 0,5 — 10А,
  • отсутствие потерь напряжения в цепи нагрузки,
  • наличие индикаторов работы,
  • малое энергопотребление в режиме сброса,
  • переменные, фиксированные, асимметричные моменты отключения.

Согласно спецификации реле, используемого в схеме автоматического электромеханического выключателя, максимальное ожидаемое время размыкания контактов составляет 15 миллисекунд (1/66 секунды). Соответственно, имеет место мгновенная работа электронной чувствительной и управляющей части автоматического электромеханического выключателя.

Ограничения регулируемого автоматического электромеханического выключателя нагрузки

Требуется отдельный источник питания для работы в системах переменного напряжения. В случае отключения питания цепь нагрузки замыкается. Схема не предназначена для использования в системах цифрового командного управления (DCC – Digital Command Control), но вполне допускает такой вариант, если параметры на отключение увеличить на 10–15% по сравнению с настройками допустимых систем.

Описание работы электронной схемы устройства выключения

Отсутствие питания схемы автоматического электромеханического выключателя приводит к обесточиванию реле цепи нагрузки, контакты которого остаются замкнутыми, чем обеспечивается подача питания нагрузки. Датчик тока на основе эффекта Холла, включенный в состав микросхемы МС1, выдаёт выходной сигнал, пропорциональный переменному или постоянному току, протекающему через цепь нагрузки.

Электромеханический автоматический выключатель нагрузки - принципиальная схема

Принципиальная схема автоматического электромеханического выключателя постоянного/переменного тока с функцией регулировки срабатывания по току, собранного на основе микросхем ACS712ELCTR-20A-T и LM339

Клемма, помеченная на схеме цифрой 2, не подключена к цепям схемы автоматического электромеханического выключателя и не требует подключения для работы в целом.

Таблица электронных компонентов схемы электромеханического автоматического выключателя

ОбозначениеЭлементНоминал
МС1, МС2, МС3микросхемаACS712ELCTR-20A-T, LM339, LM7805
Q1транзистор2N3906
D1, D2Светодиодзелёный, красный
D3, D4, D5, D6, D7Диод1N4002
R1, R5, R7, 8Резистор10 кОм
R2, R4резистор точный +/- 1%3,740 Ом
R3потенциометр10 кОм
R6, R9 (R11), R10Резистор3,3 кОм, 470 Ом, 100 кОм
C1, C2, C3, C4, C5, C6Конденсатор0,1 мкФ; 0,001 мкФ; 2,2 мкФ; 10 мкФ; 1 мкФ; 330 мкФ/35В
S1, S2Кнопка без фиксации1N4002
RY1Реле механическоеRTE24005F
Читайте так же:
Выключатель массы для вольво фш 12

Датчик тока с эффектом Холла микросхемы ACS712 способен создавать положительное или отрицательное выходное напряжение, в зависимости от направления протекания тока. Следовательно, допускается использование с постоянным током любой полярности.

Smart TV Box AndroidMOOSOO 4-in-1 Cordless Wireless Handheld VacuumNO VAT 5600W Dual Drive Electric Scooter 80km/h

Применение компараторов напряжения в составе схемы устройства

Компараторы напряжения – секции микросхемы МС2A и МС2B, образуют схему детектора напряжения «оконного» типа. Выход одного из компараторов имеет низкий уровень в зависимости от того, высокое или низкое значение напряжения на входах, установленных делителем напряжения, образованным резисторами R2, R3 и R4.

Компаратор напряжения МС2C используется в качестве базового компаратора, выход которого приобретает высокий уровень, когда напряжение на входе в пределах отрицательного диапазона. Микросхемой МС2C зажигается зелёный светодиод — D1 (отключено), когда электромеханический автоматический выключатель переходит в режим «отключено». Компаратор МС2C подчинён компаратору МС2D.

Светодиод D1 также указывает подачу управляющего питания на автоматический электромеханический выключатель. Компаратор напряжения МС2D используется как триггер типа «установка / сброс», выход которого становится низким, если напряжение на входе «плюса» также приобретает низкий уровень. Выход триггера остаётся на низком уровне до момента сброса путём активации кнопки S1 или выключения / включения питания.

Микросхемой МС2D активируется реле RY 1, размыкающее цепь нагрузки. Когда реле активировано, загорается красный светодиод D2, указывающий на отключение автоматического выключателя. Конденсатор С3 гарантирует переключение автоматического выключателя при подаче управляющего напряжения в цепь.

Автоматический электромеханический выключатель: регулировка границ отключения

Потенциометр R3 устанавливает уровень тока отключения для автоматического электромеханического выключателя. Диапазон настройки составляет 0,5 — 10 ампер для переменной / постоянной формы. Схема также может быть построена по принципу нерегулируемого отключения, путём замены потенциометра R3 резистором с фиксированным значением. Значение фиксированного резистора рассчитывается с учётом желаемой настройки границы отключения.

Параметры значений настройки тока отключения

Таблица номинальных и максимально возможных параметров настройки автоматического электромеханического выключателя на отключение по току. На схеме слева: 1, 6 – питание +5В; 2 – выход сенсора; 3, 8 – земля; 4, 5 – точки подключения вольтметра; 7 – выход на реле

Поддерживается асимметричная настройка с использованием фиксированных резисторов. Например, отключение прямого тока может быть установлено граничным значением 5A, а точка отключения для обратного тока на граничное значение 1A. Этот способ видится полезным в системах с батарейным питанием, где используется функция зарядки.

Кнопочный переключатель S1 используется для сброса автоматического электромеханического выключателя после срабатывания. Внешний выключатель (при необходимости) подключается к плате через клеммы, обозначенные на схеме символами «A» и «B», соответственно. Конденсатор C4 обеспечивает отключение схемы, даже если кнопка S1 удерживается замкнутой в момент перегрузки.

Диоды D4-D7, конденсаторы C5 и C6, стабилизатор напряжения МС3 образуют схему 5-вольтового источника питания, необходимого для микросхемы МС1 и остальной части схемы управления. Два параллельно соединенных полюса механического реле на 8А используются для управления цепью нагрузки. Использование механического реле в качестве устройства прерывания исключает потери напряжения в цепи нагрузки.

Читайте так же:
Измерение переходного сопротивления контактов масляного выключателя

Электромеханический автоматический выключатель + у правляющая мощность

Схема управления выключателя нуждается в низковольтном источнике переменного или постоянного напряжения. Эта мощность может поступать от цепи нагрузки с постоянным напряжением или от отдельного источника питания, например, трансформатора, оснащённого штепсельным разъёмом. В качестве примера варианты схем ниже.

Варианты схем подключения нагрузки и питания

Варианты схемного включения: 1, 5 – нагрузка; 2 – источник постоянного напряжения; 3 – сенсор тока; 4 – схема контроля; 6 – источник переменного напряжения; 7 – выборочный источник напряжения (6 – 16В переменное, 10 – 24В постоянное, 100 мА); 8 – подключение дополнительных выключателей (опционально)

Напряжение питания цепей управления (клеммы 4 , 5) не рекомендуется выше значений 16В переменного или 24В постоянного тока. Требование токовых ограничений в данном случае для цепи автоматического выключателя составляет 100 мА, когда реле включено (цепь нагрузки разорвана).

Более одного электромеханического автоматического выключателя допустимо питать от одного источника питания, если источник питания обеспечивает мощность 100 мА на каждый подключенный электромеханический автоматический выключатель. Если для электромеханического автоматического выключателя отсутствует управляющая мощность, цепь нагрузки остается замкнутой.

Электромеханический автоматический выключатель: регулировка тока отключения

Настройка тока отключения электромеханического автоматического выключателя контролируется потенциометром R3. Напряжение на R3 устанавливает точки отключения прямого и обратного тока на электромеханический автоматический выключатель. Резисторы R2 и R3 и R4 образуют регулируемый делитель напряжения с двумя выходными уровнями.

Вольтметр, подключенный через R3 к выводам R2 и R4, используется для регулировки настройки значений отключения. По мере увеличения сопротивления R3, разность напряжений между плюсовым входом микросхемы МС2A и минусовым входом МС2B увеличивается. Этим увеличивается уровень тока отключения цепи в прямом и обратном направлениях.

Электромеханический автоматический выключатель допускает использование для токовых значений:

  • переменной величины,
  • полноволновых постоянной величины,
  • полуволновых постоянной величины,
  • прямой величины,

но для установки точки срабатывания в условиях прямого постоянного тока по сравнению с переменной или полноволновой постоянной величиной, необходимы разные уровни напряжения на потенциометре R3.

Настройка параметра отсечки, необходимого для номинальных максимальных синусоидальных величин, полноволновых и полуволновых постоянных величин, в 1,414 раза превышает настройку параметра под прямой постоянный ток. Разница в уровнях напряжения обусловлена пиковыми напряжениями синусоидальных волн в цепях переменного или постоянного тока.

Для цепей однополупериодного постоянного тока амперметр должен указывать половину уставки пикового тока отключения. Опять же, это связано с природой синусоидальных волн. Если электромеханический автоматический выключатель используется для прямой постоянной величины, максимальный ток отключения 10А в этом случае превышать недопустимо.

При помощи информации: Circuitous

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Z-Сила — публикации материалов интересных полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мульти-тематическая информация — СМИ .

Выбор автоматического выключателя

  • однополюсной устанавливается на фазный провод и будет прекрасной защитой для маломощных сетей;
  • двухполюсной, защитит силовой кабель, которым запитывается дом с обыкновенной, бытовой техникой (электроплиты, водонагреватели и т.д.);
  • трех полюсный, обеспечит работу трехфазного оборудования;
  • четырех полюсный АВ, способен обеспечивать защиту трехфазных силовых кабелей промышленных производств.
Читайте так же:
Как открыть выключатель хит

Маркировка устройства

При выборе того или иного автоматического выключателя ориентиром служат характеристики токопроводящих линий. В соответствии с диаметром кабеля или проводки подбирается номинал АВ. Все требуемые при этом взаимозависимые значения, как проводов так и необходимых устройств, сведены в таблицы. Корректируя данные с отечественными реалиями, можно подобрать автоматический выключатель.

Например: для защиты розетки, к которой подвод сделан жилой провода с сечением 2,5 мм², необходимо будут в соответствии с таблицей, установить АВ номиналом 25 А. Реальные показатели самой розетки 16 А и поэтому АВ можно будет устанавливать такой же.

Калибруемая характеристика устройства, указывает его рабочие параметры расцепителя.Она подбирается в соответствии с номиналом прибора.

Уставка (цифры на корпусе), является характеристикой функционирования электромагнитного расцепителя и представляет величину тока не влияющую на многократный рабочий режим АВ. Показатели тока, отмеченные на корпусе являются номиналом для данного устройства.

  • В позволяет безаварийно работать автомату, при превышении номинала токовой нагрузки в 3÷5 раз;
  • С – в 5÷10 раз;
  • D — от 10 до 14 и даже 20 раз.

Каждая модель электрооборудования содержит подробные технические характеристики, схемы, варианты исполнения и применения. Доставка и официальная гарантия.

Тепловые расцепители автоматов

Основным элементом тепловых расцепляющих устройств служит биметаллическая пластина. Она изготовлена из двух металлов, каждый из которых имеет собственный коэффициент теплового расширения.

Оба металла спрессованы между собой и во время нагрева у них возникает различная степень расширения, что в свою очередь вызывает деформацию и искривление пластины. Если ситуация с током не придет в норму на протяжении определенного периода времени, то пластина под действием повышающейся температуры коснется контактов автомата, отключая электрическую цепь.

Таким образом, срабатывание теплового расцепителя вызывается повышением температуры пластины под действием чрезмерной нагрузки на каком-либо участке, находящемся под защитой автомата. То есть, к проводу или кабелю с определенным сечением, можно подключить строго лимитированное количество приборов и оборудования. При попытке включения еще одного устройства, общая мощность приборов превысит ее допустимое значение для данного кабеля. Сила тока начнет расти и вызовет нагрев проводника. Сильный перегрев нередко приводит к расплавлению изоляционного слоя и возгоранию.

Подобная ситуация предотвращается работой теплового расцепителя. Нагрев биметаллической пластины происходит вместе с проводом, и через некоторое время ее изгиб, воздействуя на автомат, отключает подачу тока. После остывания защитное устройство включается вручную с предварительным отключением приборов, вызвавших перегрузку. Без этой процедуры автомат вновь отключится через некоторое время.

Использование теплового расцепителя требует точного соответствия номинала автомата сечению данного кабеля. Несоблюдение этого условия приведет к срабатываниям даже при нормальных нагрузках. И, наоборот, при опасном превышении тока расцепитель не среагирует и проводка выйдет из строя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector