Zaman-akım özellikleri olarak da bilinen devre kesici tepki eğrileri, kapatma süresine bağımlılığı gösterir. devre kesici mevcut değer üzerinde.

Devre kesici tasarımı

Devre kesici iki koruma ünitesinden oluşur: termal koruma ve elektromanyetik koruma.

Termal salınım- Bu bimetalik bir plaka. Akım aktığında plaka ısınır ve şekli değişir (bükülür). Böylece makinenin nominal akımını aşan bir akım aktığında bimetalik plaka o kadar bükülür ki makine kapanır. Makineyi açtığınızda yay yüklenir ve makineyi açık konumda kilitleyen bir kolla sabitlenir. Bu kol bimetalik plakayı çıkarır.

Elektromanyetik salınım Kısa devre koruması için tasarlanmıştır. Kısa devre sırasında kabloda makinenin nominal akımından birkaç kat daha yüksek bir akım akar. Bu akımın derhal kesilmesi gerekmektedir. Bunun için makinenin mekanizması bir elektromıknatıs - bir bobin ve bir çekirdek - kullanır. Akım aktığında bobin, kilitleme koluna baskı yapan ve böylece açma mekanizmasını çalıştıran çekirdeği geri çeker.

Tepki eğrilerinin türleri

Devre kesicilerin parametreleri ve tepki eğrileri (zaman-akım özellikleri), eyaletler arası GOST IEC 60898 standardı tarafından kesin olarak tanımlanır.

Bu eğrilere daha detaylı bakalım. Logaritmik ölçekte inşa edilirler. Yatay (apsis) eksen, nominal akım değerinin katlarını (akımın devre kesicinin nominal akımına oranı) gösterir. Dikey eksen (y ekseni) zamanı saniye ve dakika cinsinden gösterir. Zaman-akım karakteristikleri iki kısma ayrılabilir: üstteki alçalan kısım ve alt dikey kısım.

Eğrinin üst kısmı çalışma sürecini gösterir termal salınım. Akım makinenin nominal akımını ne kadar az aşarsa, bimetalik plaka o kadar yavaş bükülür ve makinenin kapatılması o kadar uzun sürer.

Alt kısım çalışma sürecini gösterir elektromanyetik salınım. Tepki eğrisinin bu kısmı sıfıra yakın bir yuvarlamaya sahiptir - bu, mekanik kontakların açılma sırasındaki hareket süresidir. Bu bir anda gerçekleşemez ama zaman çok kısadır.

Standart, elektromanyetik salınımın yanıt aralığına göre belirlenen, farklı yanıt özelliklerine sahip üç tip devre kesici sağlar:

• Karakteristik B - 3-5 I nom;
• Karakteristik C - 5-10 I nom;
• Karakteristik D - 10-20 I nom.

Böylece, çeşitli türler yükler, uygun özelliklere sahip bir otomatik makine seçin. Düşük başlangıç ​​akımlarına sahip yükler için - “B” karakteristiği ile. Yüksek başlangıç ​​akımlarına sahip yükler için (örneğin motorlar) - “D” karakteristiği ile.

Ayrıca, GOST IEC 60898-2-2011 standardının yeni baskısında “D” karakteristiği eksik.

Devre kesici testi

Standart aşağıdaki testleri sağlar:

1. Makinenin başlangıç ​​durumu “soğuktur”, yani. daha önce içinden hiçbir akım geçmemişti. Makineden 1,13 I nom'luk bir akım geçirilir.
2. Makinenin başlangıç ​​durumu “a” testinden hemen sonradır. Makineden 1,45 I nom'luk bir akım geçmektedir.
3. 2.55, hayır.
4. Makinenin başlangıç ​​durumu “soğuktur”. Akım makineden geçirilir alt karakteristik aralığının sınırları (“B” için 3 I nom, “C” için 5 I nom).
5. Makinenin başlangıç ​​durumu “soğuktur”. Akım makineden geçirilir tepe karakteristik aralığının sınırları (“B” için 5 I nom, “C” için 10 I nom).

"a" testinin sonucu, nominal akımı I nom ≤63A olan makineler için t>1 saat ve I nom >63A olan makineler için t>2 saat süreyle makinenin çalıştırılmamasıdır.

“b” testinin sonucu makinenin t zamanındaki çalışmasıdır.<1час для автоматов с номинальным током I ном ≤63A и t<2час для автоматов с I ном >63A.

“c” testinin sonucu makinenin 1 saniye içerisinde çalışmasıdır. 32A.

“d” testinin sonucu, “B” karakteristiğine sahip makinenin 0,1 s içinde çalışmasıdır. 32A; 0,1 saniye içerisinde “C” karakteristiği ile< t < 15c для автомата с I ном ≤32A и 0,1с32A.

“e” testinin sonucu makinenin t zamanındaki çalışmasıdır.<0,1c.

Zaman-akım özellikleri bu noktalardan oluşturulur ve noktaların kendisi eğriler üzerinde vurgulanır.

Önemli Çıkarımlar

1. Makineden akan yük akımı makinenin nominal akımını 1,13 kattan daha az aşarsa, makinenin kapanmayacak. Kablo seçerken bu durum dikkate alınmalıdır.
2. Tasarım yaparken, PUE'nin 1.7.79 maddesindeki gerekliliklerin yalnızca kısa devre akımı durumunda karşılanmasının garanti edildiği dikkate alınmalıdır. üst sınırı aşıyor tepki aralığı, yani 5 I, “B” karakteristiğini, 10 I, “C” karakteristiğini, 20 I, “D” karakteristiğini aday gösterir. Bu çalışma faktörleri tek fazlı kısa devreler için kullanılmalıdır.

Devre kesici seçerken tipine veya devre kesicinin sınıfına dikkat etmelisiniz. Tüm akım devre kesicileri (otomatik devre kesiciler) iki tip devre kesiciden oluşur: termal ve manyetik.

Yüksek hızlı devre kesici olarak da adlandırılan manyetik devre kesici, devreleri kısa devrelerden korumak için tasarlanmıştır. Tepki süresi birkaç milisaniyeden birkaç saniyeye kadar değişebildiğinden hızlı etkili olarak adlandırılır.

Termal kesici daha yavaştır ve elektrik devrelerini aşırı yükten korumak için gereklidir. Çalışması, bimetalik plakanın, makinenin devreyi açtığı noktaya ulaşıldığında belirli sıcaklık değerlerine ısıtılmasıyla ilişkilidir. Bu işlem birkaç saniyeden birkaç dakikaya kadar sürebilir.

Devre kesicinin ve onun iki devre kesicisinin ortak tepki özellikleri bağlı yük tipine bağlıdır. Bazen devre kesici türleri olarak adlandırılan devre kesicilerin çeşitli zaman ve akım özellikleri vardır: A, B, C, D, E, K, L, Z. Evsel amaçlar için devre kesiciler esas olarak kullanılır: A, B, C, D, en hassas tip A iken daha sonra B vb.

Devre kesicilerin harf işaretleri, mevcut yükler aşıldığında elektrik ağını kapatma hızını gösterir. Yukarıda açıklandığı gibi makine hemen veya biraz sonra tepki verebilir. Örneğin elektrikli süpürge, buzdolabı, çamaşır makinesi ve diğerleri gibi güçlü elektrikli ev aletlerinin normal çalışması için gecikmeli kapatma gereklidir.

Gerçek şu ki, bu elektrikli cihazlar çalıştırıldığında, güç kaynağı devrelerindeki akım kısa süreliğine nominal parametreleri birkaç kez aşıyor. Bu atlama elektrik kablolarına herhangi bir zarar vermez. Aynı zamanda, aşırı hassas bir devre kesici takılıysa (örneğin, A işaretli), kesinlikle bir voltaj dalgalanmasına tepki verecek ve devrenin kontrolü altındaki bölümünün enerjisini kesecektir. Ve bu, kabul edersiniz ki, bazı rahatsızlıklar yaratıyor.

Devre kesicilerin özellikleri

A Tipi devre kesici: uzun mesafeli devreleri kesmek ve yarı iletken cihazları korumak için tasarlanmıştır. En yüksek hassasiyete ve en hızlı tepki süresine sahiptir. Bu nedenle bu cihazlar günlük yaşamda pratik olarak kullanılmamaktadır;

B Tipi devre kesici: Kısa kapanma süresi gecikmesine sahiptir ve bilgisayar veya TV gibi hassas elektrikli cihazları veya aydınlatmayı kontrol ettiği elektrik kablo hattına bağlamak için eve monte edilebilir.

C Tipi devre kesici: bir apartman dairesine veya eve kurulum için belki de diğerlerinden daha uygundur. Evde rahat kullanım için optimum tepki süresine sahiptir.

Otomatik anahtar tip D: Makinenin bu özelliği, aşırı yüklere karşı en az duyarlı olduğunu gösterir. Temel olarak, bu tür makineler bir dairenin veya evin girişine (giriş devre kesicisi) kurulur ve onlara evin tüm elektrik ağının kontrolü verilir. Bu makine bir anlamda arkasına bağlanan daha hassas devre kesicileri arızalardan koruyor. Yani, herhangi bir nedenle daha hassas devre kesici çalışmazsa, ağın enerjisini kesen devre kesicidir.

Makinenin fiyatı da türüne (sınıfına) bağlıdır; devre kesici ne kadar hassas olursa o kadar pahalı olur. Bir ev veya apartman dairesi için bir devre kesici seçerken bu nokta dikkate alınmalıdır, çünkü tamamen vicdanlı olmayan bazı satıcılar, konut binalarına kurulum için uygun olmayan pahalı bir devre kesici satın almanızı tavsiye edebilir.

Devre kesici veya basitçe söylemek gerekirse otomatik makine, hemen hemen herkesin tanıdığı elektrikli bir cihazdır. Herkes, herhangi bir sorun çıkması durumunda makinenin ağı kapattığını bilir. Lafı fazla uzatmadan bu sorunların nedeninin elektrik akımının fazla olmasından kaynaklandığını belirtelim. Aşırı elektrik akımı, tüm iletkenlerin ve elektrikli ev aletlerinin arızalanması, olası aşırı ısınma, yanma ve buna bağlı olarak yangın nedeniyle tehlikelidir. Bu nedenle yüksek akımlara karşı koruma, elektrik devrelerinin bir klasiğidir ve elektrifikasyonun şafağında da mevcuttu.Herhangi bir aşırı akım koruma cihazının iki önemli görevi vardır: 1) çok yüksek bir akımı derhal ve doğru bir şekilde tanımak;2) Bu akım herhangi bir hasara yol açmadan önce devreyi kesiniz.Bu durumda yüksek akımlar iki kategoriye ayrılabilir:1) ağın aşırı yüklenmesinden kaynaklanan büyük akımlar (örneğin, çok sayıda elektrikli ev aletinin dahil edilmesi veya bazılarının arızalanması);2) nötr ve faz iletkenleri yükü atlayarak doğrudan birbirine bağlandığında kısa devre aşırı akımları.Bu bazılarına tuhaf gelebilir, ancak kısa devre aşırı akımlarında her şey son derece basittir. Modern elektromanyetik salınımlar kısa devreleri kolayca ve tamamen doğru bir şekilde tespit ederler ve saniyeden çok daha kısa bir sürede yükü keserek iletkenlere ve ekipmanlara en ufak bir zarar gelmesini bile önlerler.Aşırı yük akımları ile her şey daha karmaşıktır. Bu akım, nominal akımdan çok farklı değildir; bir süre boyunca kesinlikle hiçbir sonuç olmadan devreden akabilir. Dolayısıyla bu tür bir akımın anında kapatılmasına gerek yoktur, özellikle de çok kısa süreliğine ortaya çıkabileceği için. Durum, her ağın kendi aşırı yük akım sınırına sahip olması nedeniyle daha da kötüleşiyor. Ve yalnız bile değil. Devre kesici cihazıHer biri için maksimum ağ kapatma süresini birkaç saniyeden onlarca dakikaya kadar belirlemenin teorik olarak mümkün olduğu bir dizi akım vardır. Ancak yanlış alarmların da hariç tutulması gerekir: eğer akım ağ için zararsızsa, o zaman ne bir dakika sonra ne de bir saat sonra kapanma olmamalıdır - asla.Aşırı yük koruması etkinleştirme ayarının belirli bir yük için ayarlanması ve aralıklarının değiştirilmesi gerektiği ortaya çıktı. Ve elbette aşırı yük koruma cihazını kurmadan önce yüklenmeli ve kontrol edilmelidir.Bu nedenle, modern "otomatik makinelerde" üç tip serbest bırakma vardır: mekanik - manuel açma ve kapama için, elektromanyetik (solenoid) - kısa devre akımlarını kesmek için ve en karmaşık olanı - aşırı yük koruması için termal. Bu, termal ve elektromanyetik salınımların özelliğidir. devre kesicinin özellikleri, cihazın mevcut derecelendirmesini gösteren sayının önündeki kasanın üzerinde Latin harfiyle gösterilir.Bu karakteristik şu anlama gelir:a) içinden büyük bir elektrik akımı geçtiğinde devreyi büken ve kesen yerleşik bimetalik plakanın parametreleri tarafından belirlenen aşırı yük korumasının çalışma aralığı. İnce ayar, bu plakayı sıkıştıran bir ayar vidası aracılığıyla gerçekleştirilir;b) yerleşik solenoidin parametreleri tarafından belirlenen aşırı akım korumasının çalışma aralığı. modüler devre kesicilerin özellikleri, size bunların birbirlerinden nasıl farklı olduklarını ve bunlara sahip makinelerin ne amaçla tasarlandığını anlatacağız. Tüm özellikler, yük akımı ile bu akımdaki kapanma süresi arasındaki ilişkiyi temsil eder.1) MA karakteristiği – termal salınımın olmaması. Aslında buna her zaman ihtiyaç duyulmaz. Örneğin, elektrik motorlarının korunması genellikle aşırı akım röleleri kullanılarak gerçekleştirilir ve böyle bir durumda makineye yalnızca kısa devre akımlarına karşı koruma sağlamak için ihtiyaç duyulur.2) Karakteristik A. Bu özelliğe sahip bir makinenin termal salınımı, halihazırda nominal akımın 1,3'ü kadar bir akımda çalışabilir. Bu durumda kapatma süresi yaklaşık bir saat olacaktır. Nominal akımın iki katı bir akımda, yaklaşık 0,05 saniyede çalışan bir elektromanyetik serbest bırakma etkinleştirilebilir. Ancak akım iki katına çıktığında solenoid hala çalışmıyorsa, termal serbest bırakma hala "oyunda" kalır ve yaklaşık 20-30 saniye sonra yükü kapatır. Nominal akımdan üç kat daha yüksek bir akımda, elektromanyetik salınımın saniyenin yüzde biri kadar sürede çalışması garanti edilir.Otomatik devre kesicilerin özellikleri A normal çalışma modunda kısa süreli aşırı yüklenmelerin meydana gelemeyeceği devrelere kurulur. Akımın biraz aşılması durumunda arızalanabilecek yarı iletken elemanlara sahip cihazlar içeren devreler buna bir örnek olabilir.3) Özellikler B. Bu makinelerin özelliği, elektromanyetik salınımın yalnızca nominal akımı iki değil üç veya daha fazla aşan bir akımda çalışabilmesi açısından A karakteristiğinden farklıdır. Solenoid tepki süresi yalnızca 0,015 saniyedir. B makinesi üç kez aşırı yüklendiğinde termal tahliye 4-5 saniye içinde çalışacaktır. Makinenin garantili çalışması, alternatif akım için beş kat aşırı yükte ve doğru akım devrelerinde nominal yükü 7,5 kat aşan bir yükte gerçekleşir.Devre kesicilerin özellikleri B aydınlatma ağlarında ve başlangıç ​​akımı artışının küçük olduğu veya hiç olmadığı diğer ağlarda kullanılır.4) S.'nin özellikleri Bu, çoğu elektrikçinin en tanıdık özelliğidir. C makineleri, B ve A makinelerine kıyasla daha da büyük bir aşırı yük kapasitesi ile ayırt edilir. Bu nedenle, C özelliklerine sahip makinenin elektromanyetik salınımının minimum çalışma akımı, nominal akımın beş katıdır. Aynı akımda, termal salınım 1,5 saniyede çalışır ve elektromanyetik salınımın garantili çalışması, alternatif akım için on kat aşırı yükte ve doğru akım devreleri için 15 kat aşırı yükte gerçekleşir.Devre kesiciler C Orta düzeyde başlangıç ​​​​akımı gerektiren karışık yüklere sahip ağlarda kurulum için tavsiye edilirler, bu nedenle ev elektrik panellerinde bu tip devre kesiciler bulunur. B, C ve D devre kesicilerin özellikleri5) Karakteristik D– çok yüksek aşırı yük kapasitesine sahiptir. Bu makinenin elektromanyetik solenoidinin minimum çalışma akımı on nominal akımdır ve termal serbest bırakma 0,4 saniyede çalışabilir. Yirmi kat akım aşırı yükünde garantili çalışma sağlanır.Devre kesicilerin özellikleri DÖncelikle yüksek başlatma akımlarına sahip elektrik motorlarını bağlamak için tasarlanmıştır.6) Karakteristik K AC ve DC devrelerindeki maksimum solenoid çalışma akımı arasında büyük bir yayılma ile karakterize edilir. Bu makineler için elektromanyetik bobinin çalışabileceği minimum aşırı yük akımı sekiz nominal akımdır ve aynı korumanın garanti edilen çalışma akımı, alternatif akım devresinde 12 nominal akım ve doğru akım devresinde 18 nominal akımdır. Elektromanyetik salınımın tepki süresi 0,02 saniyeye kadardır. K makinesinin termal bobini, nominal akımın yalnızca 1,05 katını aşan bir akımda çalışabilir.K karakteristiğinin bu özelliklerinden dolayı bu makineler tamamen endüktif yükleri bağlamak için kullanılır.7) Z karakteristiği Ayrıca AC ve DC devrelerinde elektromanyetik salınımın garanti edilen çalışma akımlarında da farklılıklar vardır. Bu makineler için solenoidin mümkün olan minimum çalışma akımı iki nominal akımdır ve elektromanyetik serbest bırakmanın garanti edilen çalışma akımı, alternatif akım devreleri için üç nominal akım ve doğru akım devreleri için 4,5 nominal akımdır. Z makinelerinin termal salınımı, K makinelerininki gibi, anma akımının 1,05'i kadar bir akımda çalışabilir.Z makineleri yalnızca elektronik cihazların bağlanması için kullanılır.Alexander Molokov,