Disjuntores

Como funciona o disjuntor

Chaves automáticas (interruptores, disjuntores) são dispositivos elétricos de comutação projetados para conduzir a corrente do circuito em modos normais e para proteger automaticamente redes e equipamentos elétricos de modos de emergência (correntes de curto-circuito, correntes de sobrecarga, redução ou desaparecimento de tensão, mudança de direção) de a corrente, o aparecimento de campos magnéticos de geradores potentes em condições de emergência, etc.), bem como para comutação pouco frequente das correntes nominais (6-30 vezes ao dia).

Devido à sua simplicidade, praticidade, segurança de manutenção e confiabilidade de proteção contra correntes de curto-circuito, esses dispositivos são amplamente utilizados em instalações elétricas de baixa e alta potência.

Os disjuntores são dispositivos de comutação manual, mas muitos tipos possuem acionamento por motor eletromagnético ou elétrico, tornando possível operá-los remotamente.

Princípio de operação

As máquinas geralmente são desligadas manualmente (por unidade ou controle remoto) e, em caso de violação da operação normal (ocorrência de sobrecorrente ou redução de tensão) - automaticamente.Neste caso, cada máquina é fornecida com um relé de sobretensão e, em alguns tipos, com um relé de mínima tensão.

De acordo com as funções de proteção executadas, os disjuntores são divididos em máquinas automáticas: sobrecorrente, subtensão e potência reversa.

Os disjuntores são usados ​​para abrir automaticamente um circuito elétrico quando ocorrem correntes de curto-circuito e sobrecarga acima do limite definido. Ao substituir o interruptor e o fusível, eles fornecem proteção mais confiável e seletiva em condições anormais.

Se as condições ambientais forem diferentes das normais (umidade do ar superior a 85% e contiver impurezas de vapores nocivos), os disjuntores devem ser colocados em caixas e gabinetes de construção resistente a poeira e produtos químicos.

Classificação

Os disjuntores são subdivididos em:

• os disjuntores de instalação possuem um invólucro isolante protetor (plástico) e podem ser instalados em locais públicos;

• universal - eles não possuem esse caso e são destinados à instalação em dispositivos de distribuição;

• agindo rapidamente (seu próprio tempo de reação não excede 5 ms);

• lento (de 10 a 100 ms);

A velocidade é fornecida pelo próprio princípio de operação (princípios eletromagnéticos polarizados ou dinâmicos de indução, etc.), bem como pelas condições de extinção rápida do arco elétrico. Um princípio semelhante é usado em máquinas limitadoras de corrente;

• tempo de resposta ajustável seletivo na área de correntes de curto-circuito;

• disjuntores com corrente reversa que são ativados somente quando a direção da corrente no circuito protegido muda;

• Máquinas automáticas polarizadas desligam o circuito somente quando a corrente sobe na direção direta, não polarizada - com qualquer direção da corrente.

Projeto

As características de design e o princípio de operação da máquina são determinados por sua finalidade e escopo.

Ligar e desligar a máquina pode ser feito manualmente, com um motor elétrico ou um acionamento eletromagnético.

O acionamento manual é utilizado para correntes nominais de até 1000 A e oferece uma capacidade de comutação final garantida, independentemente da velocidade do movimento da maçaneta de fechamento (o operador deve realizar a operação de comutação de forma decisiva: iniciar - levá-la ao fim).

Acionamentos de motores eletromagnéticos e elétricos são alimentados por fontes de tensão. O circuito de controle do inversor deve ter proteção contra curtos-circuitos repetidos, enquanto o processo de ligar a máquina para limitar as correntes de curto-circuito deve parar em uma tensão de alimentação de 85-110% do nominal.

No caso de correntes de sobrecarga e curto-circuito, o disjuntor irá disparar independentemente de a alavanca de controle ser mantida na posição fechada.

Uma parte importante da máquina é um relé, que controla o parâmetro definido do circuito protegido e atua no dispositivo de disparo, que desarma o disjuntor. Além disso, a liberação permite o desligamento remoto da máquina. As edições mais comuns são os seguintes tipos:

• eletromagnético para proteção contra correntes de curto-circuito;

• térmica para proteção contra sobrecarga;

• combinado;

• semicondutor com alta estabilidade de parâmetros de resposta e fácil ajuste.

Os disjuntores sem relé podem ser usados ​​para comutar um circuito sem corrente ou para comutação infrequente da corrente nominal.

As séries de disjuntores produzidas pela indústria são projetadas para serem utilizadas em diferentes zonas climáticas, colocadas em locais com diferentes condições de trabalho, para trabalhar em condições diferentes em termos de estresse mecânico e explosividade do ambiente, e possuem diferentes grau de proteção contra toque e influências externas.

Informações sobre tipos específicos de dispositivos, suas versões padrão e tamanhos padrão são fornecidas nos documentos normativos e técnicos. Via de regra, tal documento é as Condições Técnicas (TU) da planta... Em alguns casos, para unificar produtos amplamente utilizados e produzidos por diversas empresas, o nível do documento é elevado (às vezes ao nível da Norma Estadual).

Os disjuntores consistem nos seguintes componentes principais:

• sistema de contato;

• sistema de extinção de arco;

• libertador;

• mecanismo de controle;

• mecanismo de liberação livre.

Um sistema de contato consiste em contatos fixos fixados no invólucro e contatos móveis montados articulados no semi-eixo da alavanca do mecanismo de controle e geralmente fornece uma única interrupção de circuito.

Um dispositivo de extinção de arco é instalado em cada polo do disjuntor e é projetado para localizar um arco elétrico em um volume limitado. É uma câmara de arco com uma grade de chapa de aço deionizada. Também podem ser fornecidos pára-chispas na forma de placas de fibra.

Um mecanismo de liberação livre é um mecanismo articulado de 3 ou 4 elos que fornece liberação e desativação do sistema de contato em operação automática e manual.

Uma liberação de sobrecorrente eletromagnética, que é um eletroímã de armadura, fornece o disparo automático do disjuntor em correntes de curto-circuito que excedem o ajuste de corrente. Os disparadores de corrente eletromagnética com dispositivo de retardo hidráulico possuem um retardo de tempo inverso para proteger contra correntes de sobrecarga.

O alívio de sobrecarga térmica é uma placa termobimetálica. Nas correntes de sobrecarga, a deformação e as forças desta placa garantem o disparo automático do disjuntor. O atraso diminui à medida que a corrente aumenta.

As unidades de disparo semicondutores consistem em um elemento de medição, um bloco de relés semicondutores e um eletroímã de saída atuando no mecanismo de liberação livre da máquina. Um transformador de corrente (AC) ou um amplificador com bobina magnética (DC) é usado como elemento de medição.

A liberação de corrente do semicondutor permite que os seguintes parâmetros sejam ajustados:

• corrente nominal de descarga;

• configuração para corrente operacional na área de correntes de curto-circuito (corrente de interrupção);

• configurações de tempo de resposta na zona de congestionamento;

• configurações de tempo de resposta na área de correntes de curto-circuito (para interruptores seletivos).

Muitos disjuntores usam relés combinados que usam elementos térmicos para proteger contra correntes de sobrecarga e elementos eletromagnéticos para proteger contra correntes de curto-circuito sem atraso (interrupção).

O disjuntor também possui conjuntos adicionais que são incorporados ao disjuntor ou conectados a ele externamente.Podem ser independentes, zero e baixa tensão, contatos livres e auxiliares, acionamento manual e remoto eletromagnético, sinalização de desligamento automático, dispositivo para travamento do disjuntor na posição "desligado".

O shunt trip é um eletroímã alimentado por uma fonte de tensão externa. As liberações sub e zero podem ser temporizadas e não temporizadas. Com a ajuda de um shunt ou relé de mínima tensão, é possível o desligamento remoto da máquina.

Condições de funcionamento

Os interruptores estão disponíveis em versões com diferentes graus de proteção contra toque e influências externas (IPOO, IP20, IP30, IP54). Nesse caso, o grau de proteção dos terminais para conexão de fios externos pode ser menor que o grau de proteção do invólucro da chave.

Os interruptores são produzidos em 5 versões climáticas e 5 categorias de colocação, que são codificadas com letras U, UHL, T, M, OM e números 1,2,3,4,5.

As chaves são projetadas para operação contínua nas seguintes condições:

• instalação a uma altitude não superior a 1000 m (interruptores das séries AP50 e AE1000 - a uma altitude não superior a 2000 m acima do nível do mar);

• temperatura do ar ambiente de — 40 (sem orvalho e geada) a + 40 ° C (para interruptores da série AE1000 — de +5 a + 40 ° C);

• umidade relativa do ambiente não superior a 90% a 20 ° C e não superior a 50% a 40 ° C;

• ambiente - não explosivo, não contendo poeira (inclusive condutiva) em quantidade que interrompa a operação do disjuntor e gases e vapores corrosivos em concentrações que destroem metais e isolamento;

• local de instalação do interruptor — protegido de água, óleo, emulsão, etc.;

• falta de exposição direta à radiação solar e radioativa;

• falta de choques agudos (golpes) e tremores fortes; vibração dos pontos de montagem dos interruptores com frequência de até 100 Hz com aceleração não superior a 0,7 g é permitida.

Os grupos de condições operacionais para produtos elétricos com relação ao impacto dos fatores mecânicos do ambiente externo são determinados pelo GOST 17516.1-90. De acordo com os dados do catálogo, os disjuntores são projetados para operação nos grupos Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25.

Em termos de segurança, os disjuntores cumprem GOST 12.2.007.0-75 e GOST 12.2.007.6-75, os requisitos das «Regras para instalações elétricas» e garantem as condições de funcionamento determinadas pelas «Regras para a operação técnica de instalações» pelo Utilizador «e» Normas de segurança para o funcionamento das instalações eléctricas pelo Utilizador «, aprovadas pelo Serviço Estatal de Supervisão Energética em 21.12.94 No que diz respeito à protecção contra correntes de fuga, os disjuntores cumprem os requisitos do GOST 12.1. 038-82.

O trabalho não laboral (armazenamento e transporte durante os intervalos de trabalho) está de acordo com GOST 15543-70 e GOST 15150-69.

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