Co to jest wyłącznik powietrzny: działanie i jego zastosowania

Wyłącznik automatyczny jest rodzajem urządzenia elektrycznego, używanym do ręcznego przerywania dowolnego obwodu, w przeciwnym razie zdalnie w normalnych warunkach. Główną funkcją wyłącznika lub wyłącznika jest przerywanie obwodu w niektórych stanach zwarcia, takich jak zwarcie, przetężenie itp. Ogólnie rzecz biorąc, wyłącznik automatyczny włącza lub chroni system. Niektóre urządzenia są powiązane z wyłącznikami automatycznymi, takie jak przekaźniki, przełączniki, bezpieczniki itp. Są również używane do tego samego celu. Zastosowania wyłączników obejmują głównie systemy elektroenergetyczne i przemysł do ochrony i sterowania różnymi częściami obwodu, a mianowicie transformatorami, rozdzielnicami, silnikami, alternatorami, generatorami itp. Istnieją różne rodzaje wyłączników stosowanych w branżach, w których obwód powietrzny wyłącznik jest jednego typu. W tym artykule omówiono przegląd wyłącznika powietrznego.

Co to jest wyłącznik powietrzny?

Air Circuit Breaker (ACB) to urządzenie elektryczne stosowane do zapewnienia ochrony przed przetężeniem i zwarciem w obwodach elektrycznych o natężeniu od 800 do 10 000 amperów. Są one zwykle używane w aplikacjach niskonapięciowych poniżej 450V. Układy te możemy znaleźć w panelach dystrybucyjnych (poniżej 450V). W tym artykule omówimy działanie Air Wyłącznik obwodu .

Wyłącznik powietrzny

Wyłącznik powietrzny to wyłącznik automatyczny, który działa w powietrzu jako środek gaśniczy przy danym ciśnieniu atmosferycznym. Istnieje kilka typów wyłączników powietrznych i przełączanie biegów dostępne obecnie na rynku, które są trwałe, wydajne, łatwe w instalacji i konserwacji. Wyłączniki powietrzne całkowicie zastąpiły wyłączniki olejowe.

Konstrukcja wyłącznika powietrznego

Konstrukcję wyłącznika powietrznego można wykonać przy użyciu różnych części wewnętrznych i zewnętrznych, takich jak poniżej.

Zewnętrzne części wyłącznika mocy to głównie przycisk ON & OFF, wskaźnik położenia styku głównego, wskaźnik mechanizmu magazynowania energii, wskaźniki LED, przycisk RST, kontroler, tabliczka znamionowa, uchwyt zasobnika energii, wyświetlacze, wstrząs, przycisk spoczynku wyzwalania usterki, repozytorium rocker itp

Budowa wyłączników mocy

Wewnętrzne części wyłącznika mocy obejmują głównie konstrukcję wsporczą z blachy stalowej, przekładnik prądowy używany do ochrony wyzwalacza, skrzynkę izolacyjną grupy biegunów, zaciski poziome, komorę łukową, wyzwalacz do ochrony, skrzynkę zaciskową, sprężyny zamykające, sterowanie otwieraniem i zamykaniem CB , płytki do przesuwania styków łukowych i głównych, płytki do stałych styków głównych i łukowych.

Zasada działania

• Plik Zasada działania wyłącznika powietrznego różni się od innych rodzajów CB. Wiemy, że podstawową funkcją CB jest zatrzymanie przywracania łuku elektrycznego wszędzie tam, gdzie przerwa między stykami oprze się napięciu powrotu układu.
• Wyłącznik powietrzny również działa tak samo, ale w inny sposób. Przerywając łuk, wytwarza napięcie łuku zamiast napięcia zasilającego. Napięcie to można zdefiniować jako najmniejsze napięcie, które jest niezbędne do utrzymania łuku. Napięcie zasilające można zwiększyć na trzy różne sposoby za pomocą wyłącznika automatycznego.
• Napięcie łuku można zwiększyć poprzez chłodzenie plazmy łukowej.
• Po zmniejszeniu temperatury plazmy łukowej i ruchu cząstek, do utrzymania łuku będzie potrzebny dodatkowy gradient napięcia. Napięcie łuku można zwiększyć, dzieląc łuk na kilka serii
• Po zwiększeniu ścieżki łuku można również zwiększyć napięcie łuku. Gdy tylko długość ścieżki łuku zostanie zwiększona, wówczas ścieżka oporu również zwiększy napięcie łuku, które jest używane w poprzek ścieżki łuku, dzięki czemu można zwiększyć napięcie łuku.
• Zakres napięcia roboczego wynosi do 1KV. Zawiera dwa zestawy styków, w których główna para wykorzystuje prąd, a także styk wykonany z miedzi. Inną parę kontaktów można wykonać za pomocą węgla. Po otwarciu wyłącznika następuje odblokowanie pierwszego głównego styku.
• Podczas otwierania głównego styku styk łukowy pozostaje połączony. Ilekroć styki łukowe są rozdzielone, zaczyna się łuk. Wyłącznik automatyczny jest przestarzały dla średniego napięcia.

Wyłącznik powietrzny działa

Wyłączniki powietrzne działają ze stykami na wolnym powietrzu. Ich metoda sterowania gaszeniem łuku jest zupełnie inna niż w przypadku wyłączników olejowych. Są zawsze używane do przerwania niskiego napięcia, a teraz zastępują wyłączniki oleju wysokiego napięcia. Poniższy rysunek ilustruje zasadę działania wyłącznika powietrznego.

Wyłączniki powietrzne mają zwykle dwie pary styków. Główna para styków (1) przewodzi prąd przy normalnym obciążeniu i te styki są wykonane z miedzi. Druga para to styk łukowy (2) i jest wykonany z węgla. Podczas otwierania wyłącznika główne styki otwierają się jako pierwsze. Gdy główne styki są otwarte, styki opalne są nadal ze sobą w kontakcie.

Gdy prąd dostaje równoległą ścieżkę o niskiej rezystancji przez styk łukowy. Podczas otwierania styków głównych nie będzie żadnego wyładowania łukowego w styku głównym. Iskrzenie jest inicjowane dopiero po ostatecznym rozdzieleniu styków łukowych. Każdy ze styków łuku jest wyposażony w prowadnicę łukową, która pomaga.

Wyładowanie łuku porusza się w górę z powodu efektów termicznych i elektromagnetycznych, jak pokazano na rysunku. Gdy łuk jest przesuwany w górę, wchodzi do rynny łukowej, składającej się z odprysków. Łuk w rynnie stanie się zimniejszy, wydłuży się i rozszczepi się, przez co napięcie łuku stanie się znacznie większe niż napięcie układu w momencie zadziałania wyłącznika powietrznego, a zatem łuk zostanie ostatecznie wygaszony podczas bieżącego zera.

Skrzynka obwodu hamulca pneumatycznego jest wykonana z materiału izolującego i ognioodpornego i jest podzielona na różne sekcje barierami z tego samego materiału. Na dole każdej bariery znajduje się mały metalowy element przewodzący pomiędzy jedną stroną bariery a drugą. Kiedy łuk, napędzany do góry przez siły elektromagnetyczne, wchodzi do dna rynny, jest podzielony na wiele sekcji przez bariery, ale każdy element metalowy zapewnia ciągłość elektryczną między łukami w każdej sekcji, kilka łuków jest konsekwentnie w szeregu .

Siły elektromagnetyczne w każdej sekcji rynny powodują, że łuk w tej sekcji zaczyna tworzyć helisę, jak pokazano powyżej, rysunek (b). Wszystkie te helisy są połączone szeregowo, dzięki czemu całkowita długość łuku została znacznie wydłużona, a jego wytrzymałość znacznie wzrosła. Wpłynie to na zmniejszenie prądu w obwodzie.

Rysunek (a) przedstawia rozwój łuku od momentu opuszczenia głównych styków do chwili, gdy znajdzie się w rynnie łukowej. Kiedy prąd następnie ustaje przy zerowym prądzie, zjonizowane powietrze na ścieżce, w której łuk znajdował się równolegle z otwartymi stykami i działa jako rezystancja bocznikowa zarówno na stykach, jak i na pojemności własnej C, jak pokazano poniżej figura z czerwonym jako wysoki opór R.

Kiedy oscylacja zaczyna się między C i L, jak opisano wyidealizowany wyłącznik automatyczny Jak pokazano na poniższym rysunku, ten opór silnie tłumi oscylacje. Z pewnością jest zwykle tak ciężki, że tłumienie jest krytyczne, oscylacja nie może wtedy w ogóle nastąpić, a napięcie ograniczające, zamiast pojawiać się jako oscylacja o wysokiej częstotliwości, podnosi wartość martwą do ostatecznej wartości szczytowego napięcia generatora. Jest to pokazane poniżej dolnego przebiegu.

Wyidealizowane CB z przebiegami

Rodzaje wyłączników powietrznych

Obieg powietrza wyłączniki są przeważnie czterech typów i są szeroko stosowane do utrzymywania średniego napięcia w pomieszczeniach i rozdzielnic domowych.

• Wyłącznik mocy typu Plain Break lub wyłącznik mocy typu Cross-Blast
• Magnetyczny wydmuch ACB
• Wyłącznik powietrzny kanału powietrznego
• Wyłącznik nadmuchu powietrza

Wyłącznik powietrzny typu zwykłego typu Break

Zwykłe wyłączniki powietrzne hamulca są najprostszą formą wyłączników powietrznych. Główne punkty styków wykonane są w kształcie dwóch rogów. Łuk tych wyłączników rozciąga się od jednej końcówki do drugiej. Ten rodzaj wyłącznika jest również znany jako wyłącznik mocy poprzecznej. Można to ustawić poprzez komorę (rynnę łukową), która jest otoczona kontaktem.

Komora lub rynna łukowa pomaga w osiągnięciu chłodzenia i jest wykonana z materiału ogniotrwałego. Rynna łukowa zawiera ściany wewnątrz i jest podzielona na małe przedziały za pomocą metalowych płyt separacyjnych. Płyty te to rozdzielacze łukowe, w których każdy przedział będzie działał jako mini-łukowa rynna.

Pierwszy łuk podzieli się na sekwencję łuków, tak że wszystkie napięcia łuku staną się wyższe w porównaniu z napięciem systemu. Są one używane w aplikacjach niskonapięciowych.

Magnetyczny wyłącznik powietrzny typu wydmuchowego

Magnetyczne wyłączniki powietrzne są stosowane przy napięciach do 11KV. Wydłużenie łuku może uzyskać pole magnetyczne wytwarzane przez prąd w cewkach wydmuchowych.

Ten rodzaj wyłącznika zapewnia magnetyczną kontrolę nad momentem łuku, aby wywołać gaszenie łuku w urządzeniach. Tak więc to wygaszanie można kontrolować za pomocą pola magnetycznego, które jest dostarczane przez przepływ prądu w cewkach wydmuchowych. Połączenie cewek przedmuchowych można wykonać szeregowo poprzez przerwanie obwodu.

Jak sama nazwa wskazuje, cewki te nazywane są „zdmuchnąć cewkę”. Pole magnetyczne nie zarządza łukiem, który powstaje w wyłączniku, jednak przesuwa łuk w kominy łukowe wszędzie tam, gdzie łuk jest odpowiednio schładzany i wydłużany. Te typy wyłączników są wykorzystywane do 11 kV.

Wyłącznik powietrzny kanału powietrznego

W wyłączniku powietrznym szczeliny powietrznej główne styki są zwykle wykonane z miedzi i przewodzą prąd w położeniach zamkniętych. Wyłączniki powietrzne z kanałem powietrznym mają niską rezystancję styku i są posrebrzane. Styki łukowe są solidne, odporne na ciepło i wykonane są ze stopu miedzi.

Ten wyłącznik automatyczny zawiera dwa rodzaje styków, takie jak główne i łukowe lub pomocnicze. Projektowanie styków głównych można wykonać za pomocą płytek miedzianych lub srebrnych, które mają mniejszą rezystancję i przewodzą prąd w zamkniętym miejscu. Inne typy, takie jak łukowe lub pomocnicze, są zaprojektowane ze stopu miedzi, ponieważ są odporne na ciepło.

Są one używane, aby uniknąć uszkodzenia głównych styków z powodu wyładowania łukowego i można je po prostu zmienić, gdy zajdzie taka potrzeba. Podczas obsługi tego wyłącznika oba styki są otwarte po i przed zamknięciem głównych styków wyłącznika.

Wyłącznik nadmuchu powietrza

Tego rodzaju wyłączniki są używane dla napięć systemowych 245 KV i 420 KV, a nawet więcej, szczególnie tam, gdzie wymagana jest szybka praca wyłącznika. Zalety tego wyłącznika w porównaniu z rodzajem oleju są wymienione poniżej.

• Nie można spowodować zagrożenia pożarowego
• Szybkość wyłączania jest duża podczas całej pracy tego wyłącznika.
• Hartowanie łuku jest szybsze podczas całej pracy tego przerywacza.
• Czas trwania łuku jest podobny dla wszystkich wartości zakłóceń prądów.
• Gdy czas trwania łuku jest krótszy, można odprowadzać mniej ciepła od łuku do styków, a zatem wydłuża się żywotność styków.
• Utrzymanie stabilności systemu jest dobrze utrzymane, ponieważ zależy od prędkości pracy wyłącznika.
• Wymaga mniej konserwacji w porównaniu z wyłącznikiem typu olejowego.
• Rodzaje wyłączników nadmuchu powietrzem są trzy typy, takie jak podmuch osiowy i podmuch osiowy z przesuwnym ruchomym kontaktem i podmuchem krzyżowym.

Konserwacja wyłącznika powietrznego

Wyłączniki mocy działają jak urządzenia zabezpieczające obwody w szerokim zakresie zastosowań niskonapięciowych do 600 V AC, takich jak UPS, generatory, mini-elektrownie, tablice rozdzielcze MCCB itp., A ich rozmiary mieszczą się w zakresie od 400 A do 6300 A poza tym większe.

W tym wyłączniku automatycznym prawie 20% awarii w systemie dystrybucji energii występuje z powodu mniejszej liczby czynności konserwacyjnych, trudnego smarowania, kurzu, korozji i zamarzniętych części. Dlatego konserwacja wyłącznika jest idealnym wyborem, aby zapewnić stałą pracę, a także przedłużyć żywotność.

Konserwacja wyłącznika powietrznego jest bardzo ważna. W tym celu należy go najpierw wyłączyć, a następnie oddzielić od obu ścian, otwierając wymagany izolator elektryczny. Wyłącznik powinien co roku pracować w warunkach braku izolacji na obszarach ograniczonych i odległych. Wyłącznik musi być zasilany elektrycznie od ograniczenia, a następnie odizolowany mechanicznie od ograniczenia. Ten rodzaj procesu sprawi, że łamacz będzie bardziej spójny, usuwając wszelkie warstwy zewnętrzne powstałe między powierzchniami ślizgowymi.

Procedura testowania wyłącznika powietrznego

Testowanie wyłączników jest używane głównie do sprawdzania każdej operacji systemu przełączania, jak również do programowania całej konstrukcji wyzwalającej. Dlatego testowanie jest bardzo istotne dla każdego rodzaju wyłącznika, aby zapewnić bezpieczne i spójne działanie. W porównaniu z innymi urządzeniami wykonywanie testów jest trudniejsze.

Awaria wyłącznika może prowadzić do zwarcia w cewkach, nieprawidłowego zachowania, uszkodzenia połączeń mechanicznych itp. Dlatego wyłączniki muszą regularnie testować, aby wyeliminować wszystkie te usterki.

Różne rodzaje testów wykonywanych w wyłączniku obejmują głównie mechaniczne, termiczne, dielektryczne, zwarciowe itp. Rutynowe testy wyłącznika to test wyzwalania, rezystancji izolacji, połączenia, rezystancji styku, wyzwalania przeciążeniowego, natychmiastowego wyzwalania magnetycznego itp.

Jak można przeprowadzić testy?

Do testowania wyłącznika stosowane są różnego rodzaju urządzenia testowe do sprawdzania stanu wyłącznika w dowolnym systemie zasilania. Testy te można przeprowadzić różnymi metodami testowymi, a także różnymi rodzajami sprzętu testującego. Urządzenia testujące to analizator, mikro omomierz, tester wtrysku pierwotnego o wysokim prądzie itp. Istnieją pewne zalety testowania wyłącznika, takie jak poniżej.

• Wydajność wyłącznika można zwiększyć.
• Obwód można sprawdzić pod obciążeniem lub odciążeniem.
• Rozpoznaje wymagania dotyczące konserwacji
• Można uniknąć problemów
• Można zidentyfikować wczesne oznaki usterek

Zalety

Plik zalety wyłącznika powietrznego obejmują następujące elementy.

• Szybki zakład ponownego zamykania
• Używany do częstej pracy
• Potrzebujesz mniej konserwacji
• Szybkie działanie
• Ryzyko pożaru można wyeliminować w przeciwieństwie do wyłączników olejowych
• Stały i krótki czas łuku, dzięki czemu spalanie styków jest mniejsze

Wady

Wady wyłącznika powietrznego obejmują następujące.

• Wadą zasady komory łukowej jest jej nieefektywność przy niskich prądach, gdy pola elektromagnetyczne są słabe.
• Sama rynna niekoniecznie jest mniej wydajna w swoim działaniu wydłużającym i dejonizującym niż przy dużych prądach, ale ruch łuku do rynny ma tendencję do spowolnienia i niekoniecznie uzyskuje się przerwanie z dużą prędkością.

Zastosowania wyłączników powietrznych

Wyłączniki powietrzne służą do sterowania urządzeniami pomocniczymi elektrowni i zakładami przemysłowymi. Chronią zakłady przemysłowe, maszyny elektryczne, takie jak transformatory , kondensatory i generatory.

• Stosowane są głównie do ochrony roślin, w których istnieje zagrożenie pożarem lub wybuchem.
• Zasada hamulca pneumatycznego łuku obwodu wyłącznika powietrznego jest wykorzystywana w Obwody prądu stałego i obwody prądu przemiennego do 12KV.
• Powietrze wyłączniki automatyczne mają wysoką moc rezystancji, która pomaga w zwiększaniu rezystancji łuku poprzez rozszczepianie, chłodzenie i wydłużanie.
• Wyłącznik powietrzny jest również używany w systemie współdzielenia energii elektrycznej i NGD około 15 kV

Tak więc chodzi o wyłącznik powietrzny (ACB), jego działanie i zastosowania. Mamy nadzieję, że lepiej zrozumieliście tę koncepcję. Ponadto wszelkie wątpliwości dotyczące tej koncepcji lub do realizacji wszelkich projektów elektrycznych i elektronicznych , prosimy o wyrażenie opinii, komentując w sekcji komentarzy poniżej. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest funkcja ACB?