Я пам’ятаю, як багато років тому я вперше стояв перед великим повітряним вимикачем під час екскурсії по заводу. Він був розміром із маленький холодильник, і електрик, який показував мені, сказав: «Ця штука може перервати струм, достатній для освітлення маленького міста. Але всередині це просто модний вимикач, який знає, коли здатися».
Він не помилився. У своєму серці,повітряний вимикач– або ACB, як його називає більшість із нас – робить те, що робить будь-який автоматичний вимикач: він пропускає струм, коли все нормально, і припиняє струм, коли щось йде не так. Але як це робиться, особливо з типом струмів, про які ми говоримо в промислових умовах, варто зрозуміти.
Основна робота
ACB розроблено для роботи з-низькою напругою, як правило, нижче 600 вольт, хоча ви побачите їх у будь-якому застосуванні. Вони — великі хлопці у світі розподільних пристроїв, які витримують струми від кількох сотень ампер до 6300 ампер у деяких випадках. Ви побачите, що вони захищають трансформатори, генератори, головні розподільні щити – місця, де, якщо щось виходить з ладу, ви хочете, щоб воно вийшло з ладу безпечно.
Частина назви «повітря» говорить вам, яке середовище використовує вимикач для гасіння дуги при розмиканні контактів. На відміну від масляних або елегазових вимикачів, які використовують інші матеріали, автоматичні вимикачі виконують свою роботу просто на повітрі за атмосферного тиску.
Що всередині має значення
Перш ніж приступити до роботи, давайте поговоримо про те, що насправді знаходиться в одній із цих речей.
Основні контакти - це те, що несуть струм під час нормальної роботи. Вони виготовлені зі срібло-вольфраму або подібних сплавів, стійких до зварювання та ерозії. Коли вимикач замкнутий, ці контакти притискаються один до одного тиском пружини, і через них протікає струм.
Над або навколо цих основних контактів ви знайдете дугові контакти. Вони призначені для того, щоб прийняти основний тягар пошкодження, коли вимикач відкривається. Вони встановлюють контакт до того, як мережа закриється, і роз’єднуються після її розмикання, тому дуга утворюється на них замість основних струмопровідних поверхонь. Розумний дизайн.
Крім того, є дугогасильний жолоб – стопка металевих пластин, розташованих так, що дуга, яка втягується в нього, розбивається на менші сегменти й охолоджується, поки не зможе підтримувати себе. Думайте про це як про лабіринт, через який арка повинна пройти, і коли вона досягне кінця, у неї закінчиться енергія.
Робочий механізм - це те, що рухає все. У більших автоматичних вимикачах це часто механізм накопиченої енергії – пружини, які заряджаються вручну або невеликим двигуном, готові замкнути або розімкнути контакти з постійною швидкістю незалежно від того, як оператор рухає рукояткою.
Нормальна робота – лише пропускання струму
Коли все працює нормально, ACB просто сидить і виконує свою роботу. Струм надходить через одну клему, проходить через контакти і виходить з іншого боку. Розчіплювач – термічний, магнітний чи електронний – постійно контролює струм.
У термо-магнітних вимикачах є біметалева стрічка, яка нагрівається залежно від струму, що проходить через . Звичайний струм зберігає його в теплі, але недостатньо для згинання. Існує також магнітна котушка, яка створює магнітне поле, пропорційне струму.
У сучасних електронних розчіплювачах трансформатори струму на кожній фазі подають сигнали до мікропроцесора, який спостерігає за проблемами. Вони набагато точніші та можуть бути налаштовані для різних кривих відключення та функцій.
Коли все йде не так – послідовність поїздок
Ось тут стає цікаво. Скажімо, коротке замикання відбувається внизу. Струм викидає до тисячі ампер за мілісекунди.
У термо-магнітному вимикачі цей високий струм миттєво створює сильне магнітне поле навколо котушки. Поле тягне за арматуру, яка спрацьовує механізм, розмикаючи контакти. Це відбувається приблизно за 10 мілісекунд – менше половини циклу.
У вимикачі з електронним розривом мікропроцесор бачить перевантаження по струму та посилає сигнал на розмикач або відпускає магнітну засувку. У будь-якому випадку робочий механізм вивільняється.
Дуга – і як її вбити
Коли контакти починають роз'єднуватися, напруга намагається зберегти струм, що протікає через розрив. Повітря іонізується, стаючи провідним, і утворюється дуга. Ця дуга може досягати температури в кілька тисяч градусів. Якщо його залишити в спокої, він знищить контакти і продовжуватиме проводити, доки щось не розплавиться.
Саме тут дугоподібний жолоб заробляє на своє збереження. Коли рухомий контакт віддаляється, дуга втягується вгору – або під впливом магнітного поля самого струму, або під механічним наведенням – у стопку металевих пластин. Кожна пластина розбиває дугу на менші дуги послідовно. Кожне розщеплення додає падіння напруги, а пластини охолоджують дугу. Згодом напруга, необхідна для підтримки всіх цих маленьких дуг, перевищує те, що може забезпечити система, і дуга гасне.
Весь процес займає, можливо, від 25 до 40 мілісекунд для типового ACB. Не миттєво, але досить швидко, щоб обмежити шкоду.
Накопичена енергія – чому великі руйнівники не покладаються на м’язи
Якщо ви коли-небудь керували великим ACB вручну, ви знаєте, що вам не просто повернути ручку. Ви спочатку заряджаєте пружини, натискаючи важіль або дозволяючи двигуну працювати. Саме ця накопичена енергія замикає контакти – швидко й із силою, незалежно від того, наскільки повільно ви рухаєтеся.
Це важливо, оскільки швидкість контакту впливає на гасіння дуги. Якщо ви закриваєте повільно, контакти можуть відскочити або закрутитися, перш ніж вони будуть повністю закриті. Якщо відкривати повільно, дуга зависає занадто довго. Механізми накопиченої енергії забезпечують постійну швидкість кожного разу.
Різниця між ACB і меншими вимикачами
Люди іноді плутають ACB злиті корпусні вимикачіабо MCCB. У певному сенсі вони обидва повітряні вимикачі, але автоматичні автоматичні вимикачі, як правило, більші, мають вищі номінальні значення постійного струму та часто містять більш складний захист і моніторинг.
ACB також розроблені таким чином, щоб їх можна було обслуговувати. Ви можете відкрити їх, перевірити контакти, замінити дугогасильні лотки та налаштувати налаштування. Формований вимикач корпусу зазвичай герметичний – коли це зроблено, ви замінюєте весь блок.
Інша відмінність полягає в тому, як вони обробляють струм пошкодження. MCCB призначені для обмеження струму – вони перериваються так швидко, що струм пошкодження ніколи не досягає свого максимального значення. Автоматичні автоматичні вимкнення побудовані таким чином, щоб витримувати несправність протягом короткого часу, поки наступні пристрої усувають проблему. Ця селективність має вирішальне значення у великих системах, де ви не хочете, щоб головний вимикач спрацьовував при кожному невеликому несправності в розгалуженні.
Поширені помилки
Я чув, як люди кажуть, що ACB застаріли, їх замінили вакуумом або елегазом. Не вірно для низької напруги. Повітря вільний, не витікає і не потребує спеціального поводження. Для напруги нижче 1000 В повітряні вимикачі все ще є робочими конячками.
Ще один: що всі ACB однакові. Вони не є. Деякі використовують прості термічні відключення, інші мають повний мікропроцесорний контроль із зв’язком із системами керування будівлею. Основний принцип той самий, але складність значно відрізняється.
І те, що зводить мене з розуму: «Якщо він спрацював, просто скиньте його та знову ввімкніть». Ні. Першим дізнайтеся, чому він спрацював. Рубильники не спрацьовують без причини.
Підведення підсумків
Отже, як працює повітряний вимикач? Він пропускає струм, коли потрібно, виявляє, коли струм перевищує безпечний рівень, розмикає контакти, щоб перервати цей струм, і використовує властивості повітря та розумну механічну конструкцію, щоб погасити дугу, що виникає в результаті. Він робить це надійно, багаторазово та без спеціальних газів чи масел.
Наступного разу, коли ви пройдете повз нього на підстанції чи заводі, ви знатимете, що відбувається всередині цієї металевої коробки. І ви оціните техніку, яка дозволяє йому спокійно сидіти там роками, чекаючи тієї частки секунди, коли йому потрібно виконати свою роботу.
Якщо ви працюєте зповітряні вимикачіі якщо ви коли-небудь опинитеся не впевнені, яка модель підходить для ваших налаштувань, як набрати параметри захисту, або просто захочете пробігтися через складну ситуацію з кимось, хто був там, я буду радий допомогти. Жодного перевантаження технічним жаргоном, жодних настирливих розмов про продажі – лише чесні практичні поради з багаторічного-практического досвіду.
Не соромтеся зв’язатися з нами, якщо ви підбираєте спорядження для нового проекту, збираєтесь подолати неприємну поїздку чи думаєте про модернізацію наявної установки. Давайте подбаємо про те, щоб ваші розбійники робили саме те, що вони повинні робити, коли це найважливіше.
Електронна адреса: luna@yawei-electric.com
WhatsApp: +86 15206275931
