Hoe met stroom rekening wordt gehouden voor stroomonderbrekers

De stroom die door de stroomonderbreker stroomt, wordt bepaald door de bekende wet van Ohm door de waarde van de aangelegde spanning, gerelateerd aan de weerstand van het aangesloten circuit. Deze theoretische positie van elektrotechniek is de basis voor de werking van elke machine.

In de praktijk wordt de netspanning, bijvoorbeeld, 220 volt, ondersteund door automatische apparaten van de energieleverancier binnen de normen die zijn vastgelegd door nationale normen; deze varieert enigszins binnen dit bereik. Verder gaan dan GOST wordt beschouwd als een storing, een ongeval.

De stroomonderbreker snijdt in de fasedraad van de voeding van lampen, stopcontacten en andere verbruikers. Wanneer het elektrische scheerapparaat eerst uit het stopcontact wordt gevoed en vervolgens uit de wasstofzuiger, stroomt in beide gevallen een stroom door de machine in een gesloten circuit tussen fase en nul.

Maar in het eerste geval zal het relatief klein zijn, en in het tweede geval zal het aanzienlijk zijn: deze apparaten verschillen in weerstand. Ze creëren een andere lading. De waarde ervan wordt constant bewaakt door de bescherming van de machine en wordt uitgeschakeld in geval van afwijkingen van de norm.

Hoe stroom door de stroomonderbreker stroomt

Structureel is de machine zo ontworpen dat de stroom inwerkt op opeenvolgend geplaatste elementen. Deze omvatten:

• draadaansluitklemmen met klemschroeven;

• stroomcontacten met een mobiel en stationair deel;

• bimetaal thermische lossingsplaat;

• kortsluitstroom uitschakeling elektromagneet;

• stroomkabels aansluiten.

Het huidige pad door de stroomonderbreker wordt in de afbeelding weergegeven met conventionele rode pijlen.

De beweegbare stroomcontacten worden tegen de stationaire contacten gedrukt, waardoor een continu elektrisch circuit ontstaat nadat de operator de bedieningshendel handmatig draait. Een voorwaarde voor opname is de afwezigheid van noodsituaties in het geschakelde circuit. Als ze verschijnen, begint de beveiliging onmiddellijk te werken aan de automatische uitschakeling. Er is geen andere manier om de machine aan te zetten.

Maar het verbreken van deze contacten door de levering van fasepotentieel aan consumenten af ​​te sluiten kan op twee manieren worden gedaan:

• handmatig, terug naar de beginpositie van de bedieningshendel;

• automatisch door het activeren van beveiligingen.

Hoe structurele elementen van een stroomonderbreker worden gemaakt en werken

Power contacten

Ze zijn, net als het hele ontwerp van de stroomonderbreker, ontworpen om strikt beperkt vermogen over te brengen. Het is onmogelijk om het te overschrijden, want in het tegenovergestelde geval zal de machine falen - het zal branden.

Het technische kenmerk dat het maximale vermogen beperkt dat door de stroomcontacten stroomt, is een indicator die de "ultieme breekcapaciteit" wordt genoemd. Het wordt aangeduid met de index "Icu".

De waarde van de ultieme onderbrekingscapaciteit van de stroomonderbreker wordt ingesteld bij het ontwerpen van een standaardreeks van stromen, meestal gemeten in kiloamperes. Icu kan bijvoorbeeld 4 of 6 zijn, of zelfs 100 of meer kA.

Deze waarde wordt direct aan de voorkant van de machine aangegeven, evenals andere kenmerken van de instellingen van de huidige waarden.

Dus, via de stroomcontacten van de machine op de afbeelding, kan een elektrische stroom van nul tot 4000 ampère veilig passeren. De AB zelf zal het normaal gesproken weerstaan ​​en uitschakelen in geval van nood in de aangesloten bedrading met consumenten.

Voor dit doel is een onderscheid gemaakt tussen de stromen die door stroomcontacten stromen in:

1. nominaal en werkend;

2. noodgeval, inclusief overbelasting en kortsluiting.

Wat is de nominale stroom van de stroomonderbreker

Elke machine is gemaakt om onder bepaalde technische omstandigheden te werken. Het moet op betrouwbare wijze zorgen voor de doorgang van de bedrijfsbelastingsstroom die zowel door de elektrische bedrading als door de aangesloten verbruikers stroomt.

Bij het kiezen van een automatische machine voor een huishoudelijk netwerk, houden gebruikers vaak rekening met de geleidende eigenschappen van de bedrading of alleen de kracht van elektrische apparaten, waardoor ze een fout maken: het is noodzakelijk om beide kwesties uitgebreid te analyseren. Want een schakelaar is een automatisch apparaat dat al is aangepast om te werken wanneer bepaalde huidige waarden worden bereikt.

Wanneer deze omstandigheden nog niet zijn gearriveerd en de werkstroom door de machine minder is. dan de ondergrens van ontkoppeling, zijn de stroomcontacten betrouwbaar gesloten. De bovengrens van dit werkbereik wordt meestal de nominale stroom genoemd en geeft In aan.

Het getal "16" op de afbeelding betekent dat de stromen die door de stroomcontacten gaan, tot en met 16 ampère, betrouwbaar door de stroomonderbreker via elektrische draden naar de aangesloten verbruikers worden overgedragen.

Dit is een functie van de machine zelf. En de eigenaar van de elektrische installatie en de servicelektricien hebben een heel andere taak - de juiste stroomonderbreker kiezen voor de belasting en bedrading in het complex. Wanneer deze 16 ampères worden overschreden, zullen inderdaad ontkoppelingen van beveiligingen plaatsvinden, die zijn geconfigureerd om te werken vanuit verschillende stromen die door elektrische algoritmen aan de nominale waarde zijn "gebonden". Lees er hier meer over -Selectie van stroomonderbrekers voor een appartement, huis, garage

Hoe bescherming werkt

Alle stromen groter dan de nominale waarde activeren de beveiligingen. Ze worden tripstromen genoemd, aangeduid door Iav.

Voor automatische uitschakeling in de behuizing van de machine zijn twee soorten apparaten gemonteerd volgens verschillende uitschakelingsprincipes:

1. verwarmen en buigen van het bimetaal met het terugtrekken van de mechanische grendel uit het gaas;

2. knock-out van de grendel met een mechanische schok door de kern van de elektromagneet.

Thermische afgifte

Het werkt door het buigen van de bimetaalcomposietplaat wanneer het wordt verwarmd door de stroom die erdoorheen gaat, en wordt gekoeld door warmteafvoer naar de omgeving.

Thermische energie gegenereerd door elektrische stroom door het passerende bimetaal wordt op deze afgifte toegepast. De waarde ervan, zoals we weten uit de wet Joule-Lenz, hangt af van:

1. elektrische weerstand van het circuit;

2. stroomsterkte;

3. en het tijdstip van zijn impact.

Van deze drie parameters verandert de elektrische weerstand in het stabiele proces niet praktisch. Het wordt alleen in aanmerking genomen bij theoretische berekeningen. Bij belastingomschakeling verandert de stroom abrupt. Daarom zijn twee andere parameters belangrijker:

1. de grootte van de elektrische stroom;

2. tijd van zijn verloop.

Ze worden in aanmerking genomen speciale functies, die door deze componenten worden genoemd - tijdstroom.

Door de sterkte van de stroom die door de machine stroomt en de tijd van zijn werking, wordt niet alleen de werkingszone van de thermische afgifte, maar ook de elektromagnetische afschakeling bepaald.

De basis van de berekeningen is de waarde van de nominale stroom die is geselecteerd voor het ontwerp van de stroomonderbreker. De werking van de beveiligingen is gebonden aan zijn veelvoud - de verhouding van de passerende stroom tot de nominale stroom.

Omdat de stroombeveiligingen van de stroomonderbreker de nominale stroom overschrijden, is de stroommultipliciteit altijd I / In> 1.

Elektromagnetische uitschakeling

Het beschermingswerk is gebaseerd op de constante registratie van stromen die door de windingen van de elektromagnetische wikkelingen gaan. Wanneer de grootte van de belastingen de berekende nominale waarde niet overschrijdt, creëren de stromen die in elke bocht stromen een totaal magnetisch veld dat niet in staat is om de houdkracht van de mechanische stang in de solenoïdebehuizing te overwinnen.

De kop van de beweegbare duwer wordt naar binnen getrokken en het beweegbare vermogenscontact van de stroomonderbreker wordt stevig tegen het stationaire deel gedrukt.

Wanneer de sterkte van de passerende stroom de nominale stroom van het instelpunt overschrijdt, zal het totale magnetische veld dat in de spoel wordt gevormd, abrupt de staafvasthoudkracht overwinnen. Hij schiet en met een scherpe klap raakt de grendel, trekt deze uit de versnelling.

Als gevolg van de staking wordt het beweegbare stroomcontact van de stroomonderbreker scherp weggegooid door mechanische energie van de stationaire - het elektrische circuit wordt verbroken en de voedingsspanning wordt verwijderd van het aangesloten circuit.

Hoe zijn beveiligingen voor stroomonderbrekers geconfigureerd?

Om ervoor te zorgen dat de machine de nominale stroom duidelijk kan weerstaan ​​zonder valse positieven te creëren, is de bescherming afgestemd op de berekende waarden.

Thermische afgifte

Bij het kiezen van de standaard huidige instelling wordt rekening gehouden met de aard van de aangesloten belasting en berekend volgens de formule Iust = kr ∙ kn ∙ In, waarbij kr = 1.1, en kn houdt rekening met de bedrijfsomstandigheden. Het speelt zich af in:

• 1.1 ÷ 1.3 voor circuits met kortstondige overbelastingen door het starten van elektromotoren of soortgelijke apparaten;

• 1,1 - voor resistieve circuits zonder overbelasting of voor de werking van gelijkstroomcircuits.

Denk bijvoorbeeld aan de beschermende eigenschap van de thermische afgifte van een oude stroomonderbreker A3120.

In de huidige sectie van 1,3 tot 10 keer wordt de In-karakteristiek weergegeven door de curve “a”, de bewerking wordt uitgevoerd met een tijdsvertraging, die een reserve van werk voor aangesloten elektrische apparaten creëert. Met een toename van de belasting neemt hun uitschakeltijd af van enkele minuten tot een seconde.

Bij een tienvoudige belasting deactiveert de thermische ontgrendeling van de A3120 de stroomcontacten met een tijd van ongeveer 0,01 seconden met een kleine variatie in de parameters weergegeven in de grafiek door de lichtrode kleurzone. Meer dan tien keer kan de toename van de bedrijfsstromen de bescherming niet versnellen vanwege de mechanische eigenschappen van het ontwerp van de stroomonderbreker.

Elektromagnetische uitschakeling

De parameters van de tijdstroomkarakteristiek voor het elektromagnetische afsluitorgaan worden ook aangepast aan de nominale stroom. In huishoudelijke apparaten is de momentane uitschakelstroom verdeeld in drie klassen:

1. In, liggend binnen 3 ÷ 5 In;

2. С - 5 ÷ 10 In;

3. D - 10 ÷ 20 In.

Voor industriële technische apparaten worden stroomonderbrekers met klassen gemaakt:

• A, geactiveerd bij lagere stromen dan 3In;

• E en F - bij grotere veelvouden dan 20In binnen verschillende grenzen.

De beschreven werkklasse van huishoudelijke automatische machines is gelegaliseerd door de vereisten van GOST R 50345—2010. Buitenlandse fabrikanten gebruiken ook een vergelijkbare verdeling van onmiddellijke uitschakelingen, maar de huidige normen en uitschakeltijden kunnen variëren, bepaald door de normen van hun landen of IEC 60947-2.

Huidige beperkende klasse

De snelheid van de momentane stroombeveiliging van de stroomonderbreker is gekoppeld aan de frequentie van de sinusvormige harmonische van het industriële netwerk en wordt aangegeven door een van de getallen: 1, 2 of 3. Deze figuur toont de halve golf van de standaard harmonisch gedurende welke de trip zou moeten plaatsvinden.

De stroombegrenzende machine 3 is de snelste - deze werkt in 1/3 van de halve cyclus. Karakteristiek 2 geeft de helft aan en 1 - de volledige lengte van de halve golf.

Voorwaarden voor het beperken van stromen door een stroomonderbreker

Een belangrijk punt bij de werking van stroomonderbrekers die op belastingsstromen werken, is de overweging van het circuit dat ermee is verbonden, dat al enige specifieke weerstand heeft. De waarde ervan beperkt de werking van de uitschakeling in de noodmodus en op een bepaald moment kan de voedingsspanning van beschadigde apparatuur niet op tijd worden verwijderd.

Een voorbeeld van een dergelijke sectie is de actieve weerstand van de wikkeling van de bron van de voedingstransformator met alle aangesloten kabelkernen en draden van het elektrische netwerk, geassembleerd op klemmenblokken en klemmen van aansluitdozen en panelen tot de contacten van de appartementuitgang. De experts bellen lusfase nul.

Om rekening te houden met de waarde ervan bij de juiste instelling en werking van de stroomonderbreker, worden speciale apparaten gebruikt - weerstandsmeters van deze lus.

Met hun meting kunt u rekening houden met de correctie die wordt geïntroduceerd door de extra weerstand van de draden, wat betekent dat u nauwkeurig rekening kunt houden met de stromen die in noodmodus door de stroomcontacten en stroomonderbrekerbeschermingen lopen.

Hoe de stroomonderbreker wordt gecontroleerd op stromen die erdoorheen gaan

Na de productie kunnen de producten van elke fabrikant over lange afstanden worden vervoerd of lang in opslagplaatsen worden opgeslagen voordat ze in een elektrisch circuit worden geïnstalleerd. Gedurende deze tijd is een afname van de kwaliteit mogelijk vanwege een schending van technische kenmerken.

Daarom moeten stroomonderbrekers, wanneer ze in een circuit worden geïnstalleerd voordat ze in bedrijf worden gesteld, een gezondheidscontrole ondergaan, die meestal belasting wordt genoemd.

Voor dit doel wordt een speciaal schema voor het laden van de machine in het elektrische laboratorium geassembleerd of wordt een van de vele ontwerpen van stationaire of draagbare standaards gebruikt.

De stroomonderbreker wordt gecontroleerd op de nominale stroom die op de behuizing is aangegeven. Het moet zijn waarde lange tijd weerstaan.

Vervolgens wordt de machine blootgesteld aan overbelastingen en kortsluitstromen, die ze tijdens het gebruik moet kunnen weerstaan. Tegelijkertijd worden ze duidelijk gemeten en vastgelegd:

1. bedrijfsstromen van thermische vrijgavebeveiligingen en stroomonderbreking;

2. schakelt de machine uit vanaf het moment van simulatie van een noodgeval.

Bij sommige ontwerpen van machines kunt u de uitvoerparameters tijdens het laden aanpassen. Bepaalde soorten thermische releases hebben bijvoorbeeld een schroefbevestiging, waarmee u het instelpunt voor de werking van de bimetaalplaat binnen bepaalde grenzen kunt aanpassen.

Alle gemeten kenmerken worden met hoge nauwkeurigheid vastgelegd door meetinstrumenten en worden vastgelegd in het verificatieprotocol, vergeleken met de vereisten van GOST. Na hun analyse wordt een certificaat met een conclusie over geschiktheid uitgegeven.

Door de machine onder belasting te laden, kunt u het huwelijk identificeren, voorkomt u mogelijke brand en elektrische verwondingen.

Aldus wordt bij het ontwerp, de productie, het testen en de werking rekening gehouden met de stromen die door de stroomonderbrekers gaan. Hiervoor worden de voorwaarden in acht genomen die GOST vereist:

• nominale stroom;

• overbelasting;

• kortsluitstroom;

• trip huidige bescherming;

• foutuitschakeltijd.