Automatický spínač. Účel, druhy, princip činnosti – Energetické zařízení

Napájení jakéhokoli zařízení musí být provedeno prostřednictvím ochranných zařízení nazývaných jističe. Dříve se místo nich používaly korkové zátky. Jističe plní stejný úkol chránit domácí síť před přetížením nebo zkratem. Stroje jsou však modernější a pohodlnější k použití.

Co je to jistič?

Jistič je ochranné zařízení určené k nouzovému vypnutí napájení v případě přetížení sítě nebo zkratu. V typickém bytě dochází k přetížení, když je do zásuvek zapojeno příliš mnoho výkonných elektrických spotřebičů. Například rychlovarné konvice, žehličky nebo topidla. V průmyslových prostorách může být příčinou zkratu vadné zařízení.

Jak funguje jistič?

Podle principu činnosti se stroj podobá běžnému spínači světel. Pokud je zapnutý, pak jeho svorkami prochází elektrický proud a v místnosti je napětí. Pokud je stroj vypnutý, neteče žádný proud, a proto je budova nebo oblast bez napětí.

Důvody vypnutí jističe

Stroj může fungovat z jednoho ze dvou důvodů:

Zkrat

Zkrat (SC) nastane, když se objeví elektrický kontakt mezi fázovým a nulovým vodičem. Například kdyby se nějakým způsobem dostal do zásuvky zkratovaný drát.

Při zkratu dosahuje proud v elektrickém vedení stovek ampérů. To způsobí vypnutí elektromagnetického uvolnění jističe. Tento typ ochrany funguje okamžitě. Proto při zkratu dojde k vypnutí napětí bez časové prodlevy.

Nadproud

Častějším jevem je nadproud. Dochází k němu, když je do bytových zásuvek zapojeno příliš mnoho výkonných elektrospotřebičů.

To se obvykle děje v zimě. Lidé chtějí mít teplo a připojit 2-3 elektrická topidla do domácí sítě.

Když je v jističi nadproud, spustí se tepelná spoušť. Zvláštností této ochrany je, že vypnutí napájení nějakou dobu trvá. Pokud například překročíte maximální proud stroje o 10 %, bude fungovat za hodinu. A pokud překročíte proud 2krát, k vypnutí dojde za 5 minut. Tato čísla jsou brána čistě jako příklad. Přesná doba vypínání a frekvence přetížení závisí na konkrétním typu jističe a jeho výrobci.

Jak vybrat jistič?

Při výběru stroje pro ochranu je důležité zvážit dva faktory:

• typ elektrické sítě (jednofázová nebo třífázová);
• maximální přípustný proud v elektrickém vedení.

Třífázové a jednofázové stroje

Pro ochranu bytových elektrických rozvodů s napětím 220 V budou vyžadovány jednofázové jističe. Nejsnáze se dají sehnat ve výprodeji. Jednofázové jističe mají dvě svorkovnice pro připojení elektroinstalace. Obvykle se používají jako skupinové. To znamená, že každý jistič chrání své vlastní vedení. Například jeden stroj je instalován pro osvětlení. Druhý chrání zásuvky v ložnici. A třetí stroj se používá pro pračku.

Třífázové jističe jsou běžné v průmyslu a malých výrobnách. Jejich prostřednictvím jsou chráněny napájecí sítě výkonných strojů, vodárenských čerpadel, budov nebo výtahů.

Třífázový stroj má 6 svorek pro připojení vodičů. Horní tři přijímají napájecí napětí a spodní tři jsou připojeny ke spotřebiteli.

Maximální proud v elektrickém vedení

V domácí elektroinstalaci se zpravidla používají jističe s provozními proudy od 16 do 32 A. Tyto hodnoty jsou dostatečné pro většinu elektrických spotřebičů, které lidé používají v bytech.

Skutečnost, že stroj má jmenovitý proud 16 A znamená, že pokud jím začne protékat proud větší než tato hodnota, vypne se. Zde je důležité si uvědomit, že pokud je nadměrný proud zanedbatelný, bude vypnutí nějakou dobu trvat.

Také při volbě proudu jističe je nutné vzít v úvahu typ spotřebiče elektrické energie. Například motory jsou v okamžiku startu schopny spotřebovávat proud 5–10násobek jmenovité hodnoty. Pokud motor v normálním provozu spotřebovává proud 1 A, pak v okamžiku nastartování odebere ze sítě 5–10 A, proto musíte vybrat stroj, aby neměl čas reagovat na tento zkrat -termín nadproud.

Jističe se osvědčily jako jednoduché a efektivní řešení pro ochranu domácích a průmyslových elektrických sítí. Toto zařízení chrání kabeláž před zkratovými proudy a přetížením. Při výběru jističe pro ochranu je nutné vzít v úvahu typ elektrické sítě a maximální proudy, které jsou pro ni přípustné.

Jistič (automatické) je spínací zařízení určené k ochraně elektrické sítě před nadproudy, tzn. od zkratů a přetížení.

Definice „spínání“ znamená, že toto zařízení může zapínat a vypínat elektrické obvody, jinými slovy je přepínat.

Automatické spínače se dodávají s elektromagnetickou spoušť, která chrání elektrický obvod před zkratem, a kombinovanou spoušť – kdy se kromě elektromagnetické spouště používá k ochraně obvodu před přetížením i tepelná spoušť.

Poznámka: V souladu s požadavky PUE musí být elektrické sítě pro domácnost chráněny jak před zkraty, tak před přetížením, proto by se k ochraně domácího elektrického vedení měly používat jističe s kombinovaným uvolněním.

Automatické spínače se dělí na jednopólové (používají se v jednofázových sítích), dvoupólové (používají se v jednofázových a dvoufázových sítích) a třípólové (používají se v sítích třífázových), existují i ​​čtyř- pólové jističe (lze použít v třífázových sítích s uzemňovací soustavou TN-S).

Jistič je určen k ochraně kabelů a vodičů k němu připojeného vedení, jakož i elektrických spotřebičů před zkratem a přetížením.

Zařízení jističe

Konstrukce jističe zahrnuje:

1. Skříň vypínače.
Je vyrobena z nehořlavého PVC plastu. Má speciální upevňovací prvky pro instalaci

2. Ovládací páka.
Ovládací páka je určena k zapínání a vypínání jističe, potažmo úseku obvodu, na kterém je instalován.

3. Terminály pro připojení napájecího vodiče a vodiče vycházejícího do obvodové části.

4. Napájecí kontakty.

5. Mechanismus natahování a uvolnění.
Propojeno s ovládací pákou.

6.Elektromagnetická spoušť.
Poskytuje ochranu proti zkratu (v podobě elektromagnetu s pohyblivým jádrem, který funguje jako tlačný prvek a je spouštěn zkratovými proudy.

7. Tepelné uvolnění.
Poskytuje ochranu proti přetížení obvodu, který stroj chrání. (Je to bimetalová deska, která se při daných proudech ohýbá a aktivuje uvolňovací mechanismus.

8. Zhášecí komora.
Díky němu zhasne oblouk, který vzniká při rozepnutí kontaktů. K dispozici je také kanál pro odvod plynů.

9. Seřizovací šroub tepelného uvolnění.
Zajišťuje regulaci tepelného spouštěcího proudu.

Princip činnosti jističe

Po zapnutí ovládací páky dojde k natažení mechanismu a sepnutí kontaktů.

Proud teče z přívodního vodiče, který je připojen ke svorce stroje. Dále k pevnému kontaktu, přes pohyblivý kontakt, cívku elektromagnetu (solenoidu), bimetalovou desku a přes spodní šroubovou svorku k zátěži.

Pokud dojde ke zkratu, elektromagnetické uvolnění je zodpovědné za vypnutí zátěže. Během zkratu se proud v obvodu okamžitě zvýší. Proud protékající spouštěcí cívkou se přirozeně také zvyšuje. V cívce vzniká silné magnetické pole, které pohání kotvu, která tlačí na spouštěcí páku, což způsobí její činnost a odpojení zátěže.

Je třeba poznamenat, že elektromagnetické pole se objeví okamžitě, takže stroj má čas se vypnout, než se objeví nežádoucí důsledky.

Při rozepnutí kontaktů může vzniknout oblouk. Oblouk směřuje k zhášecímu skluzu. Když vstoupí do komory, oblouk se rozdělí, vtáhne se dovnitř a zhasne.

Produkty hoření oblouku a přetlak jsou odváděny speciálním otvorem v těle stroje.

Tepelná spoušť je zodpovědná za ochranu proti přetížení. Když proud překročí jmenovitý proud, bimetalová deska se zahřeje. Začne se ohýbat a tlačí špičkou na spouštěcí páku. Takto se stroj vypne.

Na rozdíl od elektromagnetického uvolnění je tepelné uvolnění pomalejší a nemůže fungovat ve zlomku sekundy.

Značení a charakteristiky jističů.

VA47-29 – typ a řada jističe

Jmenovitý proud — maximální proud elektrické sítě, při kterém je jistič schopen pracovat po dlouhou dobu bez nouzového vypnutí obvodu.

Jmenovité napětí — maximální síťové napětí, pro které je jistič navržen.

PKS — maximální vypínací schopnost jističe. Tento obrázek ukazuje maximální zkratový proud, který dokáže vypnout daný jistič při zachování jeho funkčnosti.

V našem případě je PKS indikován na 4500 A (Ampér), to znamená, že při zkratovém proudu (zkrat) menším nebo rovném 4500 A je jistič schopen rozpojit elektrický obvod a zůstat v dobrém stavu , pokud zkratový proud. přesahuje tento údaj, existuje možnost, že se pohyblivé kontakty stroje roztaví a svaří k sobě.

Spouštěcí charakteristiky — určuje rozsah činnosti ochrany jističe a také dobu, po kterou k této činnosti dochází.

Například v našem případě je prezentován stroj s charakteristikou „C“ jeho provozní rozsah je od 5·I_н až 10·I_н včetně. (I_н– jmenovitý proud stroje), tzn. od 5*32=160A do 10*32+320, to znamená, že náš stroj zajistí okamžité vypnutí okruhu již při proudech 160 – 320 A.

4. Výběr jističe

Výběr stroje se provádí podle následujících kritérií:

— Podle počtu pólů: jedno- a dvoupólové se používají pro jednofázové sítě, tří- a čtyřpólové – v třífázových sítích.

— Podle jmenovitého napětí: Jmenovité napětí jističe musí být větší nebo rovné jmenovitému napětí obvodu, který chrání:

U_{nom. AB}⩾ U_{nom. sítí}

— Podle jmenovitého proudu: Požadovaný jmenovitý proud jističe lze určit jedním z následujících čtyř způsobů:

1. Použití naší kalkulačky pro výpočet výkonu stroje.
2. Pomocí naší kalkulačky pro výpočet stroje podle průřezu kabelu.
3. Pomocí následující tabulky:

1. Spočítejte si sami pomocí následující metody:

Jmenovitý proud jističe musí být větší nebo roven jmenovitému proudu obvodu, který chrání, tzn. proud, na který je tato elektrická síť navržena:

I_{nom. AB}⩾ I_{calc. sítí}

Odhadovaný proud elektrické sítě (I_{calc. sítí}) lze určit pomocí naší online kalkulačky nebo si ji spočítat sami pomocí vzorce:

I_{calc. sítí}=P_síť/(U_síť*K)

kde: P_síť — výkon sítě, Watt; U_síť — síťové napětí (220V nebo 380V); K – koeficient (Pro jednofázovou síť: K=1; Pro třífázovou síť: K=1,73).

Výkon sítě je definován jako součet výkonů všech elektrických přijímačů v domě:

P_síť=(P₁+ P₂…+ P_n)*NA_с

kde: P₁, P₂, P_n — napájení jednotlivých elektrických přijímačů; К_с — koeficient poptávky (K_с= od 0,65 do 0,8), pokud je k síti připojen pouze 1 elektrický přijímač nebo skupina elektrických přijímačů, které jsou k síti připojeny současně K_с= 1.

Jako síťový výkon můžete také převzít maximální povolený výkon, například z technických podmínek, projektu nebo smlouvy o dodávce elektřiny, pokud existuje.

Po výpočtu napájecího proudu akceptujeme nejbližší vyšší standardní hodnotu jmenovitého proudu stroje: 4A, 5A, 6A, 8A, 10A, 13A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A atd.

POZNÁMKA: Kromě výše popsané metody je možné zjednodušit výpočet jističe, který k tomu potřebujete:

1. Určete výkon sítě v kilowattech (1 kiloWatt=1000W) pomocí výše uvedeného vzorce:

2. Určete proud sítě vynásobením vypočteného výkonu sítě převodním faktorem (К_п) rovné: 1,52 -pro 380V síť popř 4,55 — pro síť 220 V:

I_síť=P_síť*NA_п, Ampere

3. To je vše. Nyní jako v předchozím případě zaokrouhlíme výslednou hodnotu síťového proudu na nejbližší vyšší standardní hodnotu jmenovitého proudu stroje.

A na závěr vyberte charakteristiku odezvy (viz tabulka charakteristik výše). Pokud například potřebujeme nainstalovat jistič pro ochranu elektrického vedení celého domu, vybereme charakteristiku „C“, pokud je elektrické osvětlení a skupina zásuvek rozdělena na dva různé jističe, pak pro osvětlení můžeme nainstalovat a jistič s charakteristikou „B“ a pro zásuvky – s charakteristikou „C“, pokud je k ochraně elektromotoru potřeba automatický jistič, zvolte charakteristiku „D“.

Zde je příklad výpočtu: Existuje dům, ve kterém jsou následující pantografy:

• Pračka s výkonem 800 wattů (W) (odpovídá 0,8 kW)
• Mikrovlnná trouba – 1200W
• Elektrická trouba – 1500W
• Chladnička – 300W
• Počítač – 400 W
• Rychlovarná konvice – 1200W
• TV – 250W
• Elektrické osvětlení – 360W

Síťové napětí: 220 Volt

Předpokládejme, že koeficient poptávky je 0,8

Potom bude výkon sítě roven:

Přeložit P_síť z Wattů na kilowatty, proto vydělíme výslednou hodnotu výkonu 1000:

Síťový proud určíme pomocí zjednodušeného schématu pomocí převodního faktoru:

Výslednou hodnotu proudu zaokrouhlíme na nejbližší vyšší standardní hodnotu jmenovitého proudu stroje. Vybíráme jistič se jmenovitým proudem 25 A a charakteristikou „C“.