Двойные функции переключателя и предохранителя
В этой технической статье основное внимание уделяется широко используемым миниатюрным автоматическим выключателям, рассчитанным на 240 В или менее. Это меньшие и более низкие версии промышленных формованных автоматических выключателей, рассчитанных на 600 В или менее. Эти миниатюрные выключатели, называемые воздушными выключателями, основаны на термических, магнитных или комбинированных термомагнитных принципах.
Миниатюрные автоматические выключатели (MCB) для начинающих
Они теперь почти исключительно установлены во всех новых резиденциях, малых предприятиях и офисах, а также обновления существующих старых электрических систем. Они рассчитаны на: ампер, напряжение и короткое замыкание или прерывание тока.
Миниатюрные автоматические выключатели выполняют двойные функции переключателя и предохранителя. Они могут открыть цепь по соображениям безопасности или обслуживания, просто переключив рычаги переключения в положение ВЫКЛ. В качестве заменителей предохранителей они обеспечивают автоматическую защиту цепи и не нуждаются в замене после прохождения опасного перегрузки по току или исправления короткого замыкания.
Давайте продолжим эту статью со следующими темами, важными для полного понимания MCB:
- Рейтинг MCB
- строительство
- Принцип работы и работы
- температура
- Монтажные MCB
- Приложения
Рейтинг MCB
Ампер-номинал определяет максимальный ток, который может быть отключен выключателем без отключения. Для типичных миниатюрных автоматических выключателей этот рейтинг составляет от 2 до 125 А. В жилых применениях однополюсные выключатели защищают цепи 20 В, а двухполюсные выключатели защищают цепи возбуждения 240 В.
Миниатюрные автоматические выключатели, установленные на DIN-рейке
Напряжение в цепи автоматического выключателя может быть выше напряжения цепи, но не ниже.
Рейтинг прерывания по току прерывания (или рейтинг прерывания от короткого замыкания) - это максимальный доступный ток короткого замыкания, который можно было бы ожидать от распределительного трансформатора накладной или накладной прокладкой вне места жительства. Если трансформатор может вырабатывать ток 10000 А, каждый выключатель в нагрузочном центре должен быть рассчитан как минимум на 10000 А.
В то время как жилые выключатели имеют рейтинги 10 000, 22 000, 42 000 и 65 000 А, доступный ток сбоя для большинства домов для одной семьи редко превышает 10 000 А (10 кА).
Вернуться в Темы
строительство
Каждый миниатюрный или разветвительный автоматический выключатель, как показано на рисунке 1 снизу, включает в себя биметаллическую полоску или элемент. Когда эта полоса нагревается до пороговой температуры, она достаточно изогнута, чтобы разблокировать механизм и открыть электрические контакты выключателя.
Когда контакты разомкнуты, переключатель автоматического выключателя автоматически переключается в положение ВЫКЛ. Это, в свою очередь, открывает цепь ветвления.
Рисунок 1 - Внутренний вид теплового выключателя
Вернуться в Темы
Принцип работы и работы
Эти малые автоматические выключатели могут быть сброшены вручную после их срабатывания. Как и в случае с предохранителями, номинальная мощность выключателя должна соответствовать мощности защищаемой цепи. Эти автоматические выключатели также называются вставными выключателями, потому что они подключены к загрузчику, подключив их к шинам или стойкам шины.
Высококачественный автоматический автоматический выключатель откроет ошибку 10000 А при 240 В переменного тока в 40-50 мс или даже быстрее.
Не могу посмотреть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.
В простых условиях перегрузки отклонение биметаллического теплочувствительного элемента в автоматическом выключателе вызывает открытие схемы при достижении заданного порога температуры. Повышение температуры в биметаллическом элементе вызвано главным образом нагревом тока нагрузки (I 2 R).
Термический элемент также влияет на эффекты нагрева или охлаждения, вызванные соседними источниками нагрева или охлаждения (печи или кондиционеры), а также изменения температуры окружающей среды.
Размер биметаллического теплового элемента и его конфигурация, форма и электросопротивление определяют текущую мощность автоматического выключателя. Наиболее распространенным элементом является «сэндвич» из двух или трех разных металлов. Например, сторона с низким коэффициентом расширения может быть Invar, центром может быть медь или никель, а для стороны с высоким коэффициентом расширения имеется широкий выбор металлов.
Некоторые термические выключатели, рассчитанные на 5 А или ниже, содержат нагревательные катушки, смежные или последовательные с биметаллическим элементом. Эти катушки нагревателя компенсируют более низкое ожидаемое действие нагревателя неисправности в малоточном контуре. Они активируют элемент самонагрева, чтобы поддерживать температуру термоэлемента ближе к заданной пороговой температуре, чтобы ускорить отключение при наличии перегрузки по току.
Не могу посмотреть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.
Некоторые миниатюрные тепловые выключатели также содержат магнитный элемент для ускорения срабатывания в условиях исключительно быстрого повышения перегрузки. Это условие увеличивает поток тока достаточно быстро, чтобы создать магнитное поле в небольшом электромагните или соленоиде, который тянет механическую связь, чтобы разблокировать контакты и отключить прерыватель, прежде чем биметаллический элемент сможет реагировать и отклоняться.
Основные элементы термомагнитного выключателя показаны на упрощенной схеме. Рисунок 2.
Рисунок 2 - Замыкание затвора при срабатывании термомагнитной цепи: (a) нормальное; (б) условие перегрузки по току
Нормальное состояние выключателя показано на рисунке 2a. Биметаллический элемент в этих выключателях так же реагирует на перегрузку как элемент в простом термическом выключателе. Как показано на фиг.2b, биметаллический элемент отклоняется пропорционально эффекту нагрева тока, проходящего через провод в непосредственной близости от него.
Как и в термических выключателях, биметаллический элемент откроет ошибку 10000 А при 240 В переменного тока в течение 40-50 мс. Изгибный элемент разблокирует контактный механизм, открывая контакты.
Напротив, малый магнитный магнитный элемент имеет несколько витков низкоомного провода последовательно с проволокой, примыкающей к тепловому элементу, что мало влияет на импеданс выключателя. При наличии быстро нарастающего тока вокруг соленоида образуется магнитное поле, заставляя его тянуть за барьер, который разблокирует контакты и открывает их.
Этот элемент реагирует в 4 раза быстрее, чем биметаллический элемент, или примерно через 10 мс.
Вернуться в Темы
температура
Формованные и миниатюрные автоматические выключатели предназначены для работы в средах с повышенной температурой, таких как те, которые встречаются внутри панели выключателя, несущей нагрузку. Если дверца панели остается открытой в течение длительного периода времени или удаляется, внутренняя часть панели охлаждается до более низкой температуры.
Это дополнительное охлаждение позволит тепловому элементу выключателя превышать его номинальный постоянный ток. Это может означать, что нагрузка, которую он защищает, может перегреться.
Вернуться в Темы
Монтажные MCB
У производителей автоматических выключателей есть разные способы подключения их выключателей к «горячим» шинам. Большинство выключателей имеют форму выемки на одном конце их нижних поверхностей и проводящих зажимов на других концах.
Типичные «горячие» шины нагрузочного центра имеют выступы, чередующиеся с внутренними сторонами стержней. Как указывалось ранее, концы этих выступов изогнуты наружу под прямым углом для образования ударов.
Не могу посмотреть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.
Выключатели устанавливаются путем зацепления выреза на одном конце под рельсом и прижимания проводящих зажимов вниз к ударам, чтобы сделать контакты с низким сопротивлением «горячими» сборными шинами.
Вернуться в Темы
Приложения
Не могу посмотреть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.
Одинарные и двухполюсные выключатели находятся рядом с обычными домашними электротехническими панелями, наиболее широко используемыми также в нагрузочных центрах. Однополюсные устройства, рассчитанные на 120/240 В переменного тока, предназначены для подключения к одной шине, чтобы получить 120 В между одной из «горячих» шин и нейтральной шиной, как показано на рисунке 3. Эти выключатели доступный в рейтингах от 15 до 70 А, но рейтинги 15 и 20 А чаще всего используются в домах.
Они доступны в 1-дюймовом полноразмерном двойном 1-в. ширины и половину ширины 1/2 дюйма.
Рисунок 3 - Обратный клапан включает в себя шины для прекращения «горячих», нейтральных и заземляющих проводов, а также место для установки выключателей и соединений ветвей цепи
Некоторые однополюсные устройства UL, перечисленные как тип HACR, для обслуживания кондиционирования, отопления и охлаждения, а также для UL, перечисленные для SWD (коммутация) для переключения флуоресцентных осветительных нагрузок на 120 В переменного тока. Двухполюсные выключатели имеют номинальное напряжение 120/240 или 240 В переменного тока.
Стандартные размеры подключаются к двум соседним стойкам, чтобы получить 240 В между параллельными «горячими» шинами. Они доступны с рейтингом от 10 до 125 V. Эти выключатели имеют одно общее путешествие, и многие из них являются типами HACR.
Некоторые приложения для автоматического выключателя по текущему рейтингу:
- 15 и 20 A - Защита пленочных нагревателей и насосов
- 30 A - Защита водонагревателей, сушилок и оборудования для кондиционирования воздуха с 40 до 50 A: Защита диапазонов и печей
- 50 A или более - Защита электронагревателей
Трехполюсные выключатели, рассчитанные на 240 В, требуют трех пространств для контакта с тремя ударами, а также имеют общие переключения. Они обычно перечисляются как тип HACR для использования с оборудованием для кондиционирования воздуха, отопления и охлаждения.
Вернуться в Темы
Ссылка: Руководство по деталям электрического дизайна - Neil Sclater, John E. Traister (книга покупки здесь)