Apa jenis dan jenis pemutus sirkuit dalam jaringan listrik

Perbedaan utama antara perangkat pengalih ini dari semua perangkat serupa lainnya adalah kombinasi kemampuan yang rumit:

1. untuk mempertahankan beban nominal dalam sistem untuk waktu yang lama karena transmisi arus listrik yang kuat melalui kontaknya;

2. untuk melindungi peralatan operasional dari kerusakan yang tidak disengaja pada rangkaian listrik dengan segera memutus catu daya darinya.

Dalam kondisi pengoperasian peralatan normal, operator dapat mengalihkan beban secara manual dengan pemutus sirkuit, dengan menyediakan:

• skema daya yang berbeda;

• mengubah konfigurasi jaringan;

• penarikan peralatan dari operasi.

Situasi darurat dalam sistem kelistrikan terjadi dengan segera dan spontan. Seseorang tidak dapat bereaksi cepat terhadap penampilannya dan mengambil tindakan untuk menghilangkannya. Fungsi ini ditetapkan ke perangkat otomatis yang terpasang pada pemutus sirkuit.

Dalam listrik, pembagian sistem kelistrikan berdasarkan jenis arus diterima:

• permanen;

• sinusoidal bergantian.

Selain itu, ada klasifikasi peralatan menurut besarnya tegangan untuk:

• voltase rendah — kurang dari seribu volt;

• tegangan tinggi - yang lainnya.

Untuk semua jenis sistem ini, pemutus sirkuitnya sendiri yang dirancang untuk operasi berulang telah dibuat.

sirkuit AC

Kategori kunci ini memiliki berbagai macam model yang diproduksi oleh pabrikan modern. Ini diklasifikasikan berdasarkan tegangan listrik dan beban saat ini.

Peralatan listrik hingga 1000 volt

Menurut kekuatan listrik yang ditransmisikan, sakelar otomatis di sirkuit arus bolak-balik secara konvensional dibagi menjadi:

1. modular;

2. dalam wadah cetakan;

3. udara listrik.

Desain modular

Desain spesifik dalam bentuk modul standar kecil dengan kelipatan lebar 17,5 mm menentukan nama dan desainnya dengan kemungkinan pemasangan pada Din-rail.

Struktur internal salah satu pemutus sirkuit ini ditunjukkan pada foto. Tubuhnya seluruhnya terbuat dari bahan dielektrik tahan lama yang menghilangkan sengatan listrik pada seseorang.

Kabel suplai dan output masing-masing dihubungkan ke blok terminal atas dan bawah. Untuk kontrol manual keadaan sakelar, tuas dengan dua posisi tetap dipasang:

• bagian atas dirancang untuk memasok arus melalui kontak catu daya tertutup;

• di bawah — memberikan pemutusan pada sirkuit daya.

Masing-masing mesin ini dirancang untuk operasi berkelanjutan pada nilai tertentu nilai saat ini (Yin). Jika beban menjadi lebih besar, kontak daya putus. Untuk tujuan ini, dua jenis perlindungan ditempatkan di dalam kotak:

1. pelepasan termal;

2. interupsi saat ini.

Prinsip operasi mereka memungkinkan untuk menjelaskan karakteristik arus waktu, yang menyatakan ketergantungan waktu operasi proteksi pada beban atau arus gangguan yang melewatinya.

Grafik yang ditunjukkan pada foto diberikan untuk satu pemutus arus tertentu ketika zona operasi batas dipilih pada 5 ÷ 10 kali arus pengenal.

Dalam kasus kelebihan beban awal, pelepasan termal dari pelat bimetal, yang dengan peningkatan arus secara bertahap memanas, membengkok dan bekerja pada mekanisme mematikan tidak segera, tetapi dengan beberapa penundaan waktu.

Dengan demikian, ini memungkinkan kelebihan kecil yang terkait dengan koneksi pengguna jangka pendek untuk menghapus sendiri dan menghilangkan penghentian yang tidak perlu. Jika beban memberikan pemanasan kritis pada kabel dan insulasi, kontak daya putus.

Ketika arus darurat terjadi di sirkuit yang dilindungi, yang mampu membakar peralatan dengan energinya, maka kumparan elektromagnetik akan bekerja. Dengan dorongan, akibat peningkatan beban yang terjadi, ia melempar inti pada mekanisme trip untuk segera menghentikan mode out-of-bounds.

Grafik menunjukkan bahwa semakin tinggi arus hubung singkat, semakin cepat mereka tersandung oleh pelepasan elektromagnetik.

Pelindung uap otomatis rumah tangga bekerja dengan prinsip yang sama.

Ketika arus besar terputus, busur listrik dibuat, yang energinya dapat membakar kontak. Untuk menghilangkan efeknya, ruang pemadam busur digunakan dalam pemutus sirkuit, yang membagi pelepasan busur menjadi aliran kecil dan memadamkannya karena pendinginan.

Beberapa potongan struktur modular

Perjalanan magnetik disetel dan disesuaikan untuk bekerja dengan beban tertentu karena mereka menciptakan transien yang berbeda saat dimulai. Misalnya, saat menyalakan berbagai perlengkapan pencahayaan, arus masuk jangka pendek karena perubahan resistansi filamen dapat mendekati tiga kali nilai nominalnya.

Oleh karena itu, untuk grup soket apartemen dan sirkuit penerangan, biasanya memilih sakelar otomatis dengan karakteristik waktu saat ini dari tipe «B». Itu 3 ÷ 5 inci.

Motor induksi, saat memutar rotor yang digerakkan, menyebabkan arus beban berlebih yang lebih besar. Bagi mereka, pilih mesin dengan karakteristik «C» atau — 5 ÷ 10 In. Karena cadangan yang dibuat dalam waktu dan arus, mereka memungkinkan motor berputar dan dijamin memasuki mode operasi tanpa pematian yang tidak perlu.

Dalam produksi industri, pada mesin dan mekanisme pemotongan logam, ada penggerak berbeban yang terhubung ke motor yang menghasilkan lebih banyak beban berlebih. Untuk tujuan tersebut, sakelar otomatis dengan karakteristik «D» dengan peringkat 10 ÷ 20 In digunakan. Mereka telah membuktikan diri dengan baik saat bekerja di sirkuit dengan beban aktif-induktif.

Selain itu, mesin memiliki tiga jenis karakteristik arus waktu standar yang digunakan untuk tujuan khusus:

1. "A" — untuk pengkabelan panjang dengan beban aktif atau perlindungan perangkat semikonduktor dengan nilai 2 ÷ 3 In;

2. "K" — untuk beban induktif terekspresikan;

3. «Z» — untuk perangkat elektronik.

Dalam dokumentasi teknis pabrikan yang berbeda, nilai batas untuk dua tipe terakhir mungkin sedikit berbeda.

Pemutus sirkuit kotak yang dibentuk

Kelas perangkat ini dapat mengganti arus yang lebih tinggi daripada desain modular. Bebannya bisa mencapai nilai hingga 3,2 kiloampere.

Mereka diproduksi sesuai dengan prinsip yang sama dengan struktur modular, tetapi dengan mempertimbangkan peningkatan persyaratan untuk mentransmisikan beban yang meningkat, mereka mencoba memberi mereka dimensi yang relatif kecil dan kualitas teknis yang tinggi.

Mesin ini dirancang untuk pengoperasian yang aman di fasilitas industri. Menurut nilai arus pengenal, mereka secara kondisional dibagi menjadi tiga kelompok dengan kemampuan untuk mengalihkan beban hingga 250, 1000 dan 3200 ampere.

Desain struktural tubuh mereka: model tiga atau empat tiang.

Sakelar udara daya

Mereka bekerja di instalasi industri dan menahan arus yang sangat deras hingga 6,3 kiloampere.

Ini adalah perangkat paling kompleks untuk beralih perangkat tegangan rendah... Mereka digunakan untuk pengoperasian dan perlindungan sistem kelistrikan sebagai perangkat input dan output untuk sistem distribusi daya tinggi dan untuk menghubungkan generator, transformator, kapasitor, atau motor listrik bertenaga.

Representasi skematis dari struktur internal mereka ditampilkan di foto.

Di sini pemutusan ganda dari kontak suplai sekarang digunakan dan ruang pemadam busur dengan kisi-kisi dipasang di setiap sisi pemutusan.

Algoritme operasi meliputi koil penutup, pegas penutup, penggerak motor muatan pegas, dan elemen otomasi. Trafo arus dengan koil pelindung dan pengukur terintegrasi untuk memantau beban saat ini.

Peralatan listrik lebih dari 1000 volt

Pemutus sirkuit untuk peralatan tegangan tinggi adalah perangkat teknis yang sangat kompleks dan dibuat secara individual untuk setiap kelas tegangan. Mereka biasa digunakan dari gardu transformator.

Persyaratan dikenakan pada mereka:

• keandalan yang tinggi;

• keamanan;

• produktifitas;

• kemudahan penggunaan;

• keheningan relatif selama operasi;

• harga optimal.

Beban yang pecah pemutus sirkuit tegangan tinggi dalam hal berhenti darurat disertai dengan busur yang sangat kuat. Berbagai cara digunakan untuk memadamkannya, termasuk memutus rangkaian di lingkungan khusus.

Saklar ini meliputi:

• sistem kontak;

• perangkat pemadam busur;

• bagian aktif;

• perumahan terisolasi;

• mekanisme penggerak.

Salah satu perangkat switching ini ditampilkan di foto.

Untuk operasi sirkuit berkualitas tinggi dalam struktur seperti itu, selain tegangan operasi, pertimbangkan:

• nilai nominal arus beban untuk transmisi yang andal dalam keadaan aktif;

• arus hubung singkat maksimum pada eff. nilai yang dapat ditahan oleh mekanisme shutdown;

• komponen arus aperiodik yang diperbolehkan pada saat kegagalan sirkit;

• kemampuan tutup otomatis dan dua siklus AR.

Menurut metode memadamkan busur selama tersandung, sakelar diklasifikasikan menjadi:

• mentega;

• kekosongan;

• udara;

• gas SF6;

• mobil;

• elektromagnetik;

• autopneumatik.

Untuk pengoperasian yang andal dan nyaman, mereka dilengkapi dengan mekanisme penggerak yang dapat menggunakan satu atau beberapa jenis energi atau kombinasinya:

• pegas terangkat;

• mengangkat beban;

• tekanan udara terkompresi;

• pulsa elektromagnetik dari solenoida.

Bergantung pada kondisi penggunaan, mereka dapat dibuat dengan kemampuan untuk bekerja pada tegangan dari satu hingga 750 kilovolt inklusif. Secara alami, mereka memiliki desain yang berbeda. dimensi, kemampuan kontrol otomatis dan jarak jauh, pengaturan perlindungan untuk pengoperasian yang aman.

Sistem bantu pemutus sirkuit semacam itu dapat memiliki struktur bercabang yang sangat kompleks dan ditempatkan pada panel tambahan di gedung teknis khusus.

sirkuit DC

Jaringan ini juga memiliki sejumlah besar sakelar dengan kemampuan berbeda.

Peralatan listrik hingga 1000 volt

Perangkat modular DIN-rail modern yang dapat dipasang secara besar-besaran disajikan di sini.

Mereka berhasil melengkapi kelas mesin lama jenis ini AP-50, AE dan sejenisnya, yang dipasang di dinding panel dengan sambungan sekrup.

Desain modular DC memiliki struktur dan prinsip operasi yang sama dengan rekan AC mereka. Mereka dapat dilakukan oleh satu atau beberapa unit dan dipilih sesuai dengan bebannya.

Peralatan listrik lebih dari 1000 volt

Pemutus sirkuit DC tegangan tinggi digunakan di pabrik elektrolisis, fasilitas industri metalurgi, kereta api dan transportasi listrik perkotaan serta pembangkit listrik.

Persyaratan teknis utama untuk pengoperasian perangkat tersebut sesuai dengan pasangannya saat ini.

Pemutus sirkuit hibrida

Ilmuwan dari perusahaan Swedia-Swiss ABB berhasil mengembangkan pemutus arus DC tegangan tinggi yang menggabungkan dua struktur daya di perangkatnya:

1.SF6 gas;

2. vakum.

Ini disebut hybrid (HVDC) dan menggunakan teknologi pemadaman busur berurutan di dua media sekaligus: sulfur heksafluorida dan vakum. Untuk tujuan ini, perangkat berikut dirakit.

Tegangan diterapkan ke bus atas pemutus sirkuit vakum hibrida dan dilepaskan dari bus bawah pemutus sirkuit SF6.

Catu daya dari dua perangkat switching dihubungkan secara seri dan dikendalikan oleh drive terpisah. Agar mereka dapat bekerja secara bersamaan, perangkat kontrol operasi koordinat yang disinkronkan telah dibuat, yang mentransmisikan perintah ke mekanisme kontrol bertenaga independen melalui saluran optik.

Berkat penggunaan teknologi presisi tinggi, para perancang dapat mencapai koordinasi tindakan penggerak kedua penggerak, yang sesuai dengan interval waktu kurang dari satu mikrodetik.

Pemutus sirkuit dikendalikan oleh unit proteksi relai yang terpasang di saluran listrik melalui repeater.

Pemutus sirkuit hibrida memungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan efisiensi SF6 komposit dan struktur vakum dengan mengeksploitasi karakteristik gabungannya. Pada saat yang sama, dimungkinkan untuk menyadari keunggulan dibandingkan analog lainnya:

1. kemampuan untuk mematikan arus hubung singkat dengan andal pada tegangan tinggi;

2. kemungkinan upaya kecil untuk melakukan peralihan elemen daya, yang memungkinkan untuk secara signifikan mengurangi dimensi dan, karenanya, harga peralatan;

3. ketersediaan untuk memenuhi standar yang berbeda untuk membuat struktur yang berfungsi sebagai bagian dari pemutus sirkuit terpisah atau perangkat kompak dari satu gardu induk;

4.kemampuan untuk menghilangkan efek stres yang meningkat pesat selama pemulihan;

5. Kemampuan membentuk modul dasar untuk bekerja dengan voltase hingga 145 kilovolt dan lebih banyak lagi.

Ciri khas dari desain ini adalah kemampuan untuk memutus sirkuit listrik dalam 5 milidetik, yang hampir tidak mungkin dilakukan dengan perangkat daya dari desain lain.

Pemutus sirkuit hybrid menduduki peringkat di antara sepuluh perkembangan teratas tahun ini oleh Tinjauan Teknologi MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Produsen peralatan listrik lainnya terlibat dalam penelitian serupa. Mereka juga mencapai hasil tertentu. Tapi ABB di depan mereka dalam hal ini. Manajemennya percaya bahwa transmisi AC menyebabkan kerugian besar. Ini dapat sangat dikurangi dengan menggunakan sirkuit tegangan tinggi tegangan langsung.