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Desde o início do uso de circuitos elétricos em nível doméstico e industrial, surgiu o problema de proteger as linhas contra sobrecargas de corrente. Isso é necessário para evitar que eletrodomésticos, eletrodomésticos, todos os elementos do circuito sejam destruídos em caso de curto-circuito, inclusive os próprios fios. Em correntes que excedam a seção transversal calculada dos fios, o isolamento e a estrutura condutora do metal fundido; para evitar isso, o circuito deve ser imediatamente desconectado da fonte de alimentação. Você não pode designar um eletricista de plantão para cada seção do circuito; os desligamentos devem ocorrer automaticamente. Muitos métodos foram inventados: relés térmicos, placas bimetálicas, fusíveis e outros. Os últimos dispositivos que agora são efetivamente usados ​​em redes elétricas são os disjuntores.

Conceitos gerais e escopo

Estruturalmente, trata-se de um dispositivo de comutação convencional, um interruptor, cuja posição pode ser ajustada manualmente (ligado ou desligado). Mas este dispositivo fornece desligamento automático quando a corrente nominal que passa pelos contatos é excedida. O aumento da corrente pode ocorrer ao conectar aparelhos elétricos que consomem muita energia ou um curto-circuito no circuito de consumidores elétricos com defeito.

Em edifícios industriais, residenciais, administrativos e outras estruturas, as máquinas automáticas são instaladas em quadros de distribuição. Mas os fabricantes de eletrodomésticos, vários equipamentos elétricos em seus produtos também incluem disjuntores no circuito, esta é uma proteção adicional. Há um equívoco de que os disjuntores protegem o pessoal de manutenção contra choque elétrico. Para fazer isso, um RCD (dispositivo de proteção contra toque) é instalado no circuito, cujo design e princípios de operação requerem uma consideração separada e mais detalhada. Os disjuntores convencionais executam as seguintes funções:

• comutação, conexão e desligamento no modo manual;
• desligamento automático do circuito em correntes superiores ao valor definido;
• disparo quase instantâneo em correntes de curto-circuito muito altas.

Acontece que esses dispositivos executam opções para controlar e proteger a rede elétrica, a principal tarefa é excluir o superaquecimento dos fios e o derretimento do isolamento, seguido de um curto-circuito. Como resultado de sobrecargas de corrente excessivas, pode ocorrer um incêndio com todas as consequências daí decorrentes.

Tipos de disjuntores

Todos os disjuntores podem ser divididos de acordo com seu design e a magnitude da corrente transmitida:

• Disjuntores abertos - capazes de passar correntes de milhares de amperes no modo de operação, portanto são usados ​​em instalações industriais com alto consumo de energia.

• Disjuntores em caixa moldada - possuem ampla faixa de corrente de operação de 16 a 1000 A, por isso são universais, amplamente utilizados em instalações domésticas e industriais.

• Disjuntores modulares - esses produtos são mais procurados no nível doméstico, são usados ​​​​para proteger circuitos elétricos em apartamentos, casas particulares e outras instalações domésticas onde a eletricidade é usada.

Os fabricantes fabricam produtos do mesmo tamanho com montagens de trilho padrão, mas diferentes nas classificações de corrente operacional: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40 A e mais.

Além de diferentes correntes de operação, os disjuntores diferem no número de pólos conectados a eles:

• Os disjuntores monopolares protegem a seção do circuito desde o quadro elétrico até o consumidor de eletricidade (até a tomada ou lâmpada). Uma máquina monofásica aumenta a confiabilidade da operação, mas não garante a proteção completa do circuito de uma fase do PSC através da carga até o barramento de neutro no PSC.

Para aumentar a confiabilidade da proteção da seção do circuito, é necessário instalar disjuntores em ambos os pólos (na fase e nos fios neutros do quadro).

• Um disjuntor bipolar executa um desligamento completo de um circuito monofásico (os fios de fase e neutro estão quebrados).

Essas máquinas são usadas em redes onde são conectados aparelhos de aquecimento de alta potência, fogões, condicionadores de ar e sistemas split. São utilizados em redes trifásicas, onde os aparelhos são projetados para tensão de 380 V;

• Uma máquina elétrica tripolar é instalada em uma rede trifásica de um cabo de quatro fios. Ao operar aparelhos elétricos conectados de acordo com o esquema estrela ou triângulo (motores elétricos), as fases passam pelo disjuntor e o fio neutro o contorna. Se o valor definido de corrente ou temperatura em uma das fases for excedido, todas as três são desligadas.
• Uma máquina elétrica de quatro polos é usada com mais frequência como uma máquina introdutória para proteger uma rede à qual um motor elétrico de alta potência é conectado de acordo com o esquema em estrela.

Em caso de acidente em uma das fases, a rede é totalmente desenergizada, os disjuntores desligam os quatro fios da fonte de alimentação.

Principais características técnicas

Independentemente da marca do disjuntor, os seguintes parâmetros elétricos são importantes para todos:

• tensão máxima permitida e operacional;
• corrente operacional máxima permitida;
• potência permitida;
• o valor da corrente de disparo do relé;
• tempo de liberação quando o valor limite atual é excedido;
• temperatura máxima permitida dos condutores;
• tempo de operação do disjuntor quando a temperatura limite na placa bimetálica é atingida e muitos outros parâmetros que são importantes na hora de escolher um disjuntor.

Os profissionais conhecem bem as principais características técnicas dos disjuntores de vários modelos, não têm dúvidas sobre como escolher os disjuntores. Para os consumidores no nível doméstico, para não entrar em gráficos complexos e fórmulas físicas, basta conhecer os valores listados acima e a seguinte classificação:

B - um disjuntor desta categoria dispara quando o valor nominal das correntes é excedido em 3-5 vezes. Eles são eficazes quando usados ​​em locais com fiação antiga;

C - máquinas elétricas desta categoria são acionadas quando a carga de corrente operacional é excedida em 5 a 10 vezes, elas podem ser usadas em novos edifícios onde é instalada nova fiação com fios de cobre;

D - comutação automática com um intervalo de tempo mínimo de operação quando o limite de temperatura e corrente são excedidos. O desligamento ocorre instantaneamente, o que protege de forma confiável contra a queima dos enrolamentos do motor.

Design, elementos principais e princípio de funcionamento

Todos os tipos de máquinas considerados têm tamanhos, características de design, características técnicas diferentes, mas o princípio de operação e os principais elementos são os mesmos. Portanto, consideraremos como funciona uma máquina elétrica monopolar de painel.

Quanto maior a corrente, maior a temperatura, mais a placa dobra, afetando o mecanismo de abertura dos contatos.

As principais características dos disjuntores são indicadas pelos fabricantes na caixa.

Se for difícil para você navegar ao escolher os disjuntores, na terminologia das características técnicas, consulte o vendedor ou peça a um especialista competente para ajudá-lo a escolher o disjuntor certo.

Como funciona um disjuntor

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

Devido à 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 interruptores automáticos são dispositivos de comutação operados manualmente, no entanto, muitos tipos têm um acionamento eletromagnético ou elétrico, o que torna possível controlá-los à distância.

Princípio de operação

As máquinas geralmente são desligadas manualmente (por unidade ou remotamente) e em caso de violação do modo de operação normal (aparecimento de sobrecorrentes ou diminuição da tensão) - automaticamente. Além disso, cada máquina está equipada com um relé de sobretensão e, em alguns tipos, com um relé de subtensão.

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

Os disjuntores de corrente máxima são utilizados para abrir automaticamente o circuito elétrico quando nele ocorrem correntes de curto-circuito e sobrecargas acima do limite estabelecido. Substituindo um interruptor de faca e um fusível, eles fornecem proteção mais confiável e seletiva em modos anormais.

Se as condições ambientais forem diferentes do normal (umidade do ar acima de 85% e contém impurezas de vapores nocivos), então os disjuntores devem ser colocados em caixas e armários de design à prova de poeira e umidade e resistente a produtos químicos.

Classificação

Os disjuntores são divididos em:

• instalação os disjuntores possuem uma caixa isolante protetora (plástica) e podem ser instalados em locais públicos;

• universal - não possuem tal caixa e são destinados à instalação em quadros de distribuição;

• ação rápida(o próprio tempo de resposta não excede 5 ms);

• ação lenta(de 10 a 100 ms);

A velocidade é garantida pelo próprio princípio de operação (princípios eletromagnéticos polarizados ou dinâmicos por indução, etc.), bem como pelas condições para a extinção rápida do arco elétrico. Um princípio similar é usado em autômatos limitadores de corrente;

• seletivo , tendo um tempo de resposta ajustável na zona de correntes de curto-circuito;

• disjuntores de corrente reversa, disparado somente quando a direção da corrente no circuito protegido muda;

• polarizado os autômatos desligam o circuito somente quando a corrente aumenta na direção direta, os não polarizados - em 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, por um motor elétrico ou acionamento eletromagnético.

O acionamento manual é usado em correntes nominais de até 1000 A e garante uma capacidade máxima de comutação, independentemente da velocidade de movimento da alavanca de fechamento (o operador deve realizar a operação de comutação de forma decisiva: início - fim).

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

Em caso de sobrecargas e correntes de curto-circuito, o disjuntor dispara independentemente de a alavanca de controle ser mantida na posição ligada.

Um componente importante da máquina é a liberação, que controla o parâmetro especificado do circuito protegido e atua no dispositivo de liberação que desliga a máquina. Além disso, a liberação permite o desligamento remoto da máquina. Os seguintes tipos de lançamentos são mais amplamente utilizados:

• eletromagnético para proteção contra correntes de curto-circuito;

• proteção contra sobrecarga térmica;

• combinado;

• semicondutor, com grande estabilidade de parâmetros de operação e facilidade de configuração.

Para comutar um circuito sem corrente ou para raras comutações da corrente nominal, podem ser usados ​​disjuntores sem relés.

As séries de disjuntores produzidas pela indústria são projetadas para uso em várias zonas climáticas, colocação em locais com diferentes condições de operação, para operação em condições diferentes em termos de estresse mecânico e ambiente explosivo, e possuem características diferentes.

Informações sobre tipos específicos de dispositivos, seus designs padrão e tamanhos padrão são fornecidas nos documentos técnicos e regulamentares. Normalmente, este documento é Especificações (TU) da planta. Em alguns casos, para unificar produtos amplamente utilizados e produzidos por várias empresas, o nível do documento é aumentado (às vezes até o nível do padrão estadual).

Os disjuntores consistem nos seguintes componentes principais:

• sistema de contato;

• sistema de extinção de arco;

• lançamentos;

• mecanismo de controle;

• mecanismo de liberação livre.

Sistema de contatoconsiste em contatos fixos fixados no invólucro e contatos móveis montados de forma articulada no semi-eixo da alavanca do mecanismo de controle e geralmente fornece uma única interrupção de circuito.

dispositivo de extinção de arcoé instalado em cada polo do interruptor e destina-se à localização do arco elétrico em um volume limitado. É um chute de arco com uma grade de deion feita de chapas de aço. Os pára-chispas, que são placas de fibra, também podem ser fornecidos.

Mecanismo de liberação livreé um mecanismo articulado de 3 ou 4 elos que fornece desengate e desengate do sistema de contato tanto no controle automático quanto no manual.

Liberação de sobrecorrente eletromagnética, que é um eletroímã com uma armadura, fornece a abertura automática do disjuntor em correntes de curto-circuito que excedem o ajuste de corrente. Relés eletromagnéticos de sobrecorrente com um dispositivo de retardo hidráulico têm um retardo de tempo inversamente dependente da corrente para proteção contra correntes de sobrecarga.

Liberação de sobrecorrente térmicaé uma placa termobimetálica. Nas correntes de sobrecarga, a deformação e as forças desta placa proporcionam o disparo automático do disjuntor. O atraso de tempo diminui com o aumento da corrente.

lançamentos de semicondutoresconsistem em um elemento de medição, um bloco de relés semicondutores e um eletroímã de saída que atua no mecanismo de disparo livre da máquina. Como elemento de medição, é utilizado um transformador de corrente (em corrente alternada) ou um amplificador magnético indutor (em corrente contínua).

A liberação de corrente do semicondutor permite o ajuste dos seguintes parâmetros:

• corrente nominal do relé;

• configurações para a corrente de operação na zona de correntes de curto-circuito (corrente de corte);

• configurações para o tempo de operação na zona de correntes de sobrecarga;

• configurações para o tempo de operação na zona de correntes de curto-circuito (para interruptores seletivos).

Muitas máquinas utilizam relés combinados que utilizam elementos térmicos para proteger contra correntes de sobrecarga e eletromagnéticos para proteger contra correntes de curto-circuito sem retardo de tempo (corte).

O comutador também possui unidades de montagem adicionais que são incorporadas ao comutador ou conectadas a ele por fora. Podem ser independentes, relés zero e mínimo, contatos livres e auxiliares, acionamento manual e remoto eletromagnético, sinalização de abertura automática, dispositivo para travamento do disjuntor na posição "desligado".

A liberação de derivação é um eletroímã alimentado por uma fonte de tensão externa. As liberações de sub e zero podem ser feitas com ou sem retardo de tempo. Com a ajuda de um shunt ou liberação mínima, a máquina pode ser desligada remotamente.

termos de uso

Os disjuntores estão disponíveis em versões com diferentes graus de proteção contra toque e influências externas (IPOO, IP20, IP30, IP54). Neste caso, o grau de proteção dos terminais para conexão de condutores externos pode ser inferior ao grau de proteção da carcaça do disjuntor.

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

Os disjuntores são projetados para operação contínua nas seguintes condições:

• instalação a uma altitude não superior a 1000 m acima do nível do mar (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°С e não superior a 50% a 40°С;
  

• ambiente - não explosivo, não contendo poeira (inclusive condutiva) em quantidade que atrapalhe o funcionamento da chave, e gases e vapores agressivos em concentrações que destroem metais e isolamento;

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

• nenhuma exposição direta à radiação solar e radioativa;

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

Grupos de condições operacionais para produtos elétricos em termos de impacto de fatores ambientais mecânicos são definidos pelo GOST 17516.1-90. De acordo com os dados do catálogo, os disjuntores são projetados para operação nos grupos Ml, M2, M3, 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 fornecem as condições de operação estabelecidas pelas "Regras para operação técnica de instalações pelo consumidor" e "Normas de segurança para a operação de instalações elétricas pelo consumidor", aprovadas pela Autoridade Estadual de Supervisão de Energia em 21 de dezembro de 1994. Em termos de proteção contra correntes de fuga, os disjuntores atendem aos requisitos do GOST 12.1 .038-82.

A operação não operacional (armazenamento e transporte durante os intervalos de trabalho) está em conformidade com GOST 15543-70 e GOST 15150-69.

Para proteger os circuitos elétricos domésticos, geralmente são usados ​​disjuntores de design modular. Compacidade, facilidade de instalação e substituição, se necessário, explicam sua ampla distribuição.

Externamente, essa máquina é uma caixa de plástico resistente ao calor. Na superfície frontal há uma alça liga e desliga, na parte traseira há uma trava para montagem em trilho DIN e na parte superior e inferior existem terminais de parafuso. Neste artigo, vamos considerar.

Como funciona um disjuntor?

No modo de operação normal, uma corrente flui através da máquina que é menor ou igual ao valor nominal. A tensão de alimentação da rede externa é fornecida ao terminal superior conectado ao contato fixo. Do contato fixo, a corrente flui para o contato móvel fechado com ele e dele, através de um condutor de cobre flexível, para a bobina solenóide. Após o solenóide, a corrente é fornecida ao disparador térmico e depois - ao terminal inferior, com a rede de carga conectada a ele.

Nos modos de emergência, o disjuntor desconecta o circuito protegido devido à operação do mecanismo de disparo livre, acionado por uma liberação térmica ou eletromagnética. A razão para esta operação é uma sobrecarga ou curto-circuito.

liberação térmicaé uma placa bimetálica composta por duas camadas de ligas com diferentes coeficientes de dilatação térmica. Quando uma corrente elétrica passa, a placa se aquece e se dobra em direção à camada com menor coeficiente de expansão térmica. Quando o valor de corrente definido é excedido, a curvatura da placa atinge um valor suficiente para acionar o mecanismo de disparo e o circuito se abre, cortando a carga protegida.

liberação eletromagnética consiste em um solenóide com um núcleo de aço móvel preso por uma mola. Quando o valor de corrente especificado é excedido, de acordo com a lei da indução eletromagnética, um campo eletromagnético é induzido na bobina, sob a influência do qual o núcleo é puxado para a bobina solenóide, superando a resistência da mola e causando a liberação mecanismo para funcionar. Em operação normal, um campo magnético também é induzido na bobina, mas sua força não é suficiente para vencer a resistência da mola e retrair o núcleo.

Como a máquina funciona no modo de sobrecarga

O modo de sobrecarga ocorre quando a corrente no circuito conectado à máquina excede o valor nominal para o qual o disjuntor foi projetado. Nesse caso, o aumento da corrente que passa pela liberação térmica causa um aumento na temperatura da placa bimetálica e, conseqüentemente, um aumento em sua flexão até que o mecanismo de liberação seja acionado. A máquina desliga e abre o circuito.

A atuação da proteção térmica não ocorre instantaneamente, pois levará algum tempo para aquecer a placa bimetálica. Este tempo pode variar dependendo da magnitude do excesso do valor da corrente nominal de alguns segundos a uma hora.

Esse atraso permite evitar o desligamento durante aumentos aleatórios e curtos da corrente no circuito (por exemplo, ao ligar motores elétricos com grandes correntes de partida).

O valor mínimo de corrente no qual a liberação térmica deve operar é ajustado por meio de um parafuso de ajuste na fábrica. Normalmente, esse valor é 1,13-1,45 vezes maior que o valor nominal indicado na marcação da máquina.

A quantidade de corrente na qual a proteção térmica irá operar também é afetada pela temperatura ambiente. Em uma sala quente, a placa bimetálica irá aquecer e dobrar antes de disparar em uma corrente mais baixa. E em salas com baixas temperaturas, a corrente na qual a liberação térmica funcionará pode ser maior que a permitida.

O motivo da sobrecarga da rede é a conexão dos consumidores, cuja potência total excede a potência calculada da rede protegida. A inclusão simultânea de vários tipos de eletrodomésticos potentes (ar condicionado, fogão elétrico, máquina de lavar e lavar louça, ferro, chaleira elétrica, etc.) pode levar ao funcionamento de uma liberação térmica.

Neste caso, decida qual dos consumidores pode ser desligado. E não se apresse em ligar a máquina novamente. Você ainda não será capaz de colocá-lo na posição de trabalho até que esfrie e a placa de liberação bimetálica retorne ao seu estado original. Agora você sabe em sobrecargas

Como a máquina funciona no modo de curto-circuito

No caso de um curto-circuito, é diferente. Em caso de curto-circuito, a corrente no circuito aumenta acentuadamente e muitas vezes para valores que podem derreter a fiação, ou melhor, o isolamento da fiação. Para evitar tal desenvolvimento de eventos, é necessário quebrar instantaneamente a corrente. É exatamente assim que a liberação eletromagnética funciona.

A liberação eletromagnética é uma bobina solenóide, dentro da qual há um núcleo de aço mantido em uma posição fixa por uma mola.

Um aumento múltiplo da corrente no enrolamento do solenóide, que ocorre durante um curto-circuito no circuito, leva a um aumento proporcional do fluxo magnético, sob a influência do qual o núcleo é puxado para a bobina do solenóide, superando a resistência do mola e pressiona a barra de gatilho do mecanismo de liberação. Os contatos de energia da máquina abrem, interrompendo o fornecimento de energia para a seção de emergência do circuito.

Assim, a operação do disparador eletromagnético protege a fiação elétrica que fecha o aparelho elétrico e a própria máquina contra incêndio e destruição. Seu tempo de resposta é de cerca de 0,02 segundos e a fiação não tem tempo de aquecer a temperaturas perigosas.

No momento da abertura dos contatos de energia da máquina, quando uma grande corrente passa por eles, ocorre um arco elétrico entre eles, cuja temperatura pode chegar a 3.000 graus.

Para proteger os contatos e outras partes da máquina dos efeitos destrutivos deste arco, uma calha de arco é fornecida no projeto da máquina. O chute de arco é uma treliça de um conjunto de placas de metal isoladas umas das outras.

O arco ocorre no ponto em que o contato se abre e, a seguir, uma de suas extremidades se move junto com o contato móvel, e a segunda desliza primeiro ao longo do contato fixo e depois ao longo do condutor conectado a ele, levando à parede traseira do a calha de arco.

Lá é dividido (esmagado) nas placas da calha de arco, enfraquece e sai. Na parte inferior da máquina existem furos especiais para a retirada dos gases formados durante a queima do arco.

Se a máquina for desligada quando a liberação eletromagnética for acionada, você não poderá usar eletricidade até encontrar e eliminar a causa do curto-circuito. Provavelmente, o motivo é o mau funcionamento de um dos consumidores.

Desconecte todos os consumidores e tente ligar a máquina. Se você conseguiu e a máquina não derrubou, então, de fato, um dos consumidores é o culpado e você só precisa descobrir qual deles. Se a máquina bater novamente mesmo com os consumidores desconectados, tudo fica muito mais complicado e estamos lidando com uma quebra do isolamento da fiação. Teremos que descobrir onde isso aconteceu.

Aqui está nas condições de várias emergências.

Se o disparo do disjuntor se tornou um problema constante para você, não tente resolvê-lo instalando um disjuntor com uma corrente nominal alta.

As máquinas são instaladas levando em consideração a seção de sua fiação e, portanto, mais corrente em sua rede simplesmente não é permitida. Você pode encontrar uma solução para o problema somente após um exame completo do sistema de alimentação de sua casa por profissionais.

Este artigo dá continuidade a uma série de publicações sobre aparelho de proteção elétrica- disjuntores, RCDs, difautomats, nos quais analisaremos detalhadamente a finalidade, projeto e princípio de operação, bem como consideraremos suas principais características e analisaremos detalhadamente o cálculo e seleção de dispositivos de proteção elétrica. Este ciclo de artigos será completado por um algoritmo passo a passo, no qual o algoritmo completo para cálculo e seleção de disjuntores e RCDs será considerado de forma breve, esquemática e em uma sequência lógica.

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Bem, neste artigo vamos entender o que é um disjuntor, para que serve, como funciona e como funciona.

Disjuntor(ou geralmente apenas “automático”) é um dispositivo de comutação de contato projetado para ligar e desligar (ou seja, para comutar) um circuito elétrico, proteger cabos, fios e consumidores (aparelhos elétricos) contra correntes de sobrecarga e correntes de curto-circuito.

Aqueles. O disjuntor executa três funções principais:

1) comutação de circuito (permite ligar e desligar uma seção específica do circuito elétrico);

2) fornece proteção contra correntes de sobrecarga desligando o circuito protegido quando uma corrente excedendo a corrente permitida flui nele (por exemplo, quando um dispositivo ou dispositivos poderosos são conectados à linha);

3) desconecta o circuito protegido da rede de alimentação quando grandes correntes de curto-circuito ocorrem nele.

Assim, os autômatos executam simultaneamente as funções proteção e características gerenciamento.

De acordo com o projeto, são produzidos três tipos principais de disjuntores:

— disjuntores de ar (utilizado na indústria em circuitos com altas correntes de milhares de amperes);

— disjuntores em caixa moldada (projetado para uma ampla faixa de correntes de operação de 16 a 1000 Amperes);

— disjuntores modulares , o mais conhecido por nós, ao qual estamos acostumados. Eles são muito utilizados no dia a dia, em nossas casas e apartamentos.

Eles são chamados de modulares porque sua largura é padronizada e, dependendo do número de pólos, é um múltiplo de 17,5 mm, esse assunto será discutido com mais detalhes em um artigo separado.

Nós, nas páginas do site, consideraremos exatamente disjuntores modulares e dispositivos de corrente residual.

O dispositivo e o princípio de operação do disjuntor.

A liberação térmica não opera imediatamente, mas após algum tempo, permitindo que a corrente de sobrecarga volte ao seu valor normal. Se durante este tempo a corrente não diminuir, o disparador térmico dispara, protegendo o circuito do consumidor contra superaquecimento, derretimento do isolamento e possível ignição da fiação.

Uma sobrecarga pode ser causada pela conexão de dispositivos potentes à linha que excedam a potência nominal do circuito protegido. Por exemplo, quando um aquecedor muito potente ou fogão elétrico com forno é conectado à linha (com uma potência superior à potência nominal da linha), ou vários consumidores potentes ao mesmo tempo (fogão elétrico, ar condicionado, máquina de lavar, caldeira, chaleira elétrica, etc.), ou um grande número de aparelhos incluídos ao mesmo tempo.

Curto circuito a corrente no circuito aumenta instantaneamente, o campo magnético induzido na bobina de acordo com a lei da indução eletromagnética move o núcleo do solenóide, que ativa o mecanismo de liberação e abre os contatos de energia do disjuntor (ou seja, contatos móveis e fixos). A linha se abre, permitindo que você remova a energia do circuito de emergência e proteja a própria máquina, a fiação e o aparelho elétrico em curto de incêndio e destruição.

A liberação eletromagnética dispara quase instantaneamente (cerca de 0,02 s), ao contrário da térmica, mas em valores de corrente muito mais altos (de 3 ou mais valores de corrente nominal), de modo que a fiação não tem tempo de aquecer até a temperatura de fusão de o isolamento.

Quando os contatos do circuito se abrem, quando uma corrente elétrica passa por ele, ocorre um arco elétrico, e quanto maior a corrente no circuito, mais poderoso é o arco. O arco elétrico causa erosão e destruição dos contatos. Para proteger os contatos do disjuntor de sua ação destrutiva, o arco que ocorre no momento da abertura dos contatos é direcionado para calha de arco (consistindo de placas paralelas), onde é esmagado, umedecido, resfriado e desaparece. Quando o arco queima, gases são formados, eles são descarregados para fora do corpo da máquina através de um orifício especial.

A máquina não é recomendada para ser usada como um disjuntor convencional, especialmente se for desligada quando uma carga forte for conectada (ou seja, em altas correntes no circuito), pois isso acelerará a destruição e erosão dos contatos.

Então vamos recapitular:

- o disjuntor permite comutar o circuito (movendo a alavanca de comando para cima - a máquina é ligada ao circuito; movendo a alavanca para baixo - a máquina desliga a linha de alimentação do circuito de carga);

- possui um disparador térmico integrado que protege a linha de carga de correntes de sobrecarga, é inercial e funciona depois de um tempo;

- possui uma liberação eletromagnética integrada que protege a linha de carga de altas correntes de curto-circuito e funciona quase instantaneamente;

- contém uma câmara de extinção de arco, que protege os contatos de energia dos efeitos nocivos de um arco eletromagnético.

Analisamos o design, a finalidade e o princípio de operação.

No próximo artigo veremos as principais características do disjuntor que você precisa saber na hora de escolhê-lo.

Ver O design e o princípio de operação do disjuntor em formato de vídeo:

Artigos úteis

Todo mestre em reparo e instalação de equipamentos elétricos sabe que a corrente elétrica é uma fonte de maior perigo, portanto, durante o projeto e instalação de linhas, ele presta atenção especial a isso. Entre outros dispositivos projetados para garantir o funcionamento normal e correto de rodovias e dispositivos em modo normal, o disjuntor ganhou grande popularidade, que executa muitas funções de segurança. Este artigo discute as classes do disjuntor, por que é necessário, o princípio de operação e escopo, bem como o algoritmo para conectar o dispositivo.

Tipos de interruptores

Um disjuntor é uma unidade condutora montada em linhas de energia e outras redes, bem como em dispositivos de consumo para desligar e bloquear a operação durante um curto-circuito, sobrecarga e outras emergências. Esses dispositivos pertencem à tecnologia de comutação e, devido às suas características técnicas, desempenham um excelente trabalho em suas tarefas, portanto, são frequentemente utilizados em linhas de alta e média tensão.

Existem vários tipos de interruptores que podem ser divididos de acordo com as condições de operação nos seguintes tipos:

1. Disjuntor de baixa tensão - utilizado em rodovias e usinas com tensão de até 1000 volts. Na maioria das vezes, são linhas domésticas usadas em instalações residenciais ou em produção em pequena escala;
2. unidades de alta tensão. A principal diferença entre tais produtos é a capacidade de conduzir altas correntes com resistência e perdas mínimas, além disso, seu coeficiente de operação é muito maior: onde uma máquina convencional desliga a energia já com sobrecarga mínima, um dispositivo de alta tensão continuará a trabalhar até que o limite de operação ocorra.

Essa é uma classificação geral de um disjuntor, cada um desses pontos possui seus próprios dispositivos que diferem entre si em vários aspectos. De acordo com seu projeto e configuração, as unidades de proteção são de três tipos.

Em primeiro lugar, este é um tipo que inclui estruturas modulares. Neste caso, a automação é feita na forma de um produto em uma caixa plástica, com uma unidade especial de montagem na parede traseira, podendo ser instalada em um trilho metálico dentro do quadro elétrico. A composição de tal dispositivo inclui uma bobina de cobre que responde a sobrecargas ou aumento de temperatura na rede, uma alavanca de controle, um elemento pára-faíscas e terminais para conectar um condutor.

Devido à confiabilidade e simplicidade do dispositivo, a unidade modular pode ser operada em quaisquer condições, inclusive em baixas temperaturas. Em caso de emergência, ocorre um corte térmico ou de corrente na máquina, que corta a eletricidade no condutor de saída. Acontece que há corrente na entrada, mas está ausente na saída, até que a alavanca de controle volte à posição superior.

A segunda versão da execução é uma máquina automática em uma caixa moldada. Nesse caso, as unidades são capazes de conduzir uma corrente várias vezes maior do que nos projetos modulares, em alguns aparelhos pode chegar a 3,2 quiloampères. Na maioria das vezes, essas unidades são usadas em instalações industriais, quando há necessidade de transferir corrente com alta tensão. Uma máquina convencional nessas condições operará sob carga constante, o que levará a operação constante ou superaquecimento do dispositivo. Esse equipamento possui uma versão de três ou quatro polos do invólucro, dependendo da tarefa a ser resolvida.

O terceiro tipo de usinas de energia de segurança são os disjuntores de ar. Este tipo de unidades é projetado para instalação em linhas de alta tensão, transformadores de corrente ou motores elétricos pesados. A faixa técnica de operação dessas máquinas chega a 6300 amperes, por isso são frequentemente utilizadas em rodovias com tensão muito alta. O princípio de operação desse disjuntor é fornecer uma interrupção dupla na rede na entrada e na saída da máquina. Para isso, a unidade é equipada com câmaras de supressão de arco e grades em ambos os lados. O design do dispositivo inclui uma bobina de comutação, uma mola de fechamento, um acionamento para carregá-la e automação para controlar toda a peça.

Liberador

Esta peça está disponível em todas as máquinas, ela é responsável pela desconexão mecânica do condutor de entrada do cabo que leva tensão até o consumidor. Dependendo do princípio de funcionamento, o disparo é mecânico, térmico ou magnético. Em uma peça mecânica, todas as ações são realizadas automaticamente, dependendo da altura da tensão e da força de expansão da placa e das molas. A unidade térmica é acionada quando a temperatura sobe nas pontas do cabo e desliga a energia. O último tipo de relé é equipado com um eletroímã que, quando a tensão sobe a uma certa altura, é acionado e abre o contato.

Instrumentos para carga ultra alta

A automação, projetada para funcionar em uma linha de alta tensão, possui um dispositivo complexo, algoritmos um tanto diferentes para acionamento em caso de emergência. Esses produtos pertencem a equipamentos profissionais, portanto sua instalação deve ser realizada apenas por pessoal qualificado, com licença para trabalhar e instruído nas normas de segurança em usinas de acordo com as normas de supervisão técnica. Tais máquinas automáticas estão sujeitas a maiores requisitos de segurança, velocidade de resposta, nível de proteção, facilidade de manutenção e silêncio na operação.

A carga que ocorre no condutor durante um corte de energia da máquina é acompanhada pelo aparecimento de um grande arco, que, se não for extinto, pode causar um incêndio. Portanto, o dispositivo de proteção inclui elementos especiais que atuam como um amortecedor para absorver a descarga de corrente. Além disso, o projeto do disjuntor, projetado para operar em tensão aumentada, inclui as seguintes partes:

1. Sistema de contato, na maioria das vezes isolado do corpo principal por espaçadores de cerâmica ou vidro;
2. partes vivas ou condutores;
3. Corpo isolado. Se for de metal, fica a alguma distância da estrutura principal e sempre com haste de aterramento;
4. Mecanismo de acionamento. Ao contrário de um disjuntor de baixa tensão convencional, neste caso a alavanca de controle está localizada na caixa externa e, quando é abaixada, os contatos do dispositivo na blindagem desligam a energia no condutor de entrada. Muitas unidades modernas são equipadas com servoacionamentos controlados remotamente, que são acionados a partir do console do operador.

Assim, podemos concluir que a máquina, projetada para operar com carga aumentada, possui um dispositivo mais complexo e vários níveis de proteção contra sobrecargas na rede, seu uso pode garantir a operação de várias estações de distribuição ou transformadores abaixadores ao mesmo tempo.

Todas as unidades acima são dispositivos projetados para operação em linhas AC. Trata-se de um tipo de tensão que, ao ser transportada por condutores, apresenta baixo coeficiente de resistência e absorção, mas muitos aparelhos domésticos e industriais requerem eletricidade constante para funcionar. Para converter o primeiro tipo de corrente em corrente contínua, você precisa de um transformador e um inversor, instalados nos nós de distribuição de energia e equipados com disjuntores para média tensão de até 1000 volts.

Por que você precisa de um automático

A principal direção na qual essas unidades são usadas é garantir a segurança nas instalações elétricas e evitar incêndios por curto-circuito. Com base na execução desta função, a máquina deverá operar durante um aumento de corrente ou sobrecarga em condutores, por exemplo, em um enrolamento de motor. Tal dispositivo é projetado para alto desempenho e, em caso de tensão insuficiente, não interrompe a rede abrindo contatos.

Existe também uma categoria separada de produtos, cujo tipo de operação é baseado na reação da bobina e da placa à eletricidade ultrabaixa. Portanto, esse tipo de dispositivo também é chamado de dois intervalos, pois a peça pode desligar a energia tanto em alta tensão quanto em sua falta. Na maioria das vezes, essa máquina automática é usada em linhas às quais estão conectados motores sensíveis a uma diferença de corrente, de modo que, no momento da redução, o enrolamento nas bobinas não superaqueça e o acionamento não falhe.

Em uma classificação separada, pode-se destacar o tipo de dispositivos usados ​​para operar em corrente contínua. Eles têm um dispositivo e design semelhantes às máquinas acima, bem como o processo de operação. Tais unidades são divididas em dispositivos que operam em linhas de até 1000 volts e acima deste padrão.

Em linhas elétricas com classificação de 1000 volts ou mais, as instalações híbridas são mais usadas, que incluem muitos elementos com vários níveis de proteção contra curtos-circuitos, duplicando-se. Na maioria dos casos, são grandes instalações industriais na área de metalurgia, motores de trens elétricos e trólebus. A composição de tal interruptor inclui duas linhas paralelas:

1. ramo SF6;
2. elemento de vácuo.

Graças aos últimos desenvolvimentos de cientistas e designers, a velocidade de resposta dessa máquina é calculada em frações de segundo. A tensão é conectada ao contato de entrada do dispositivo de vácuo e é removida do contato de saída SF6, o controle é realizado por meio de um cabo de fibra óptica por um processador automatizado especialmente projetado.

Processo de montagem

Qualquer instalação deve ser realizada de acordo com o projeto, que é desenvolvido com base nos termos de referência e características técnicas da futura linha.

Importante! Se você não possui experiência e conhecimento suficientes nesta área, bem como uma ferramenta especial com alças dielétricas, não é recomendável tentar montar qualquer tipo de disjuntor por conta própria, pois isso pode causar ferimentos e ferimentos.

A instalação ou substituição de uma máquina usada é realizada de acordo com o seguinte algoritmo de ações:

1. Desligue toda a linha. Se a máquina introdutória mudar, você precisará desenergizar toda a linha para o transformador mais próximo. O contratante deve usar luvas de borracha e outros equipamentos de proteção individual;
2. A ausência de tensão é verificada, isso pode ser feito com um multímetro ou indicador;
3. O parafuso de fixação é desparafusado nos terminais superiores e inferiores, em seguida os fios são retirados da sede do relé e colocados de lado;
4. No plano inferior da máquina existe uma placa especial, equipada com uma mola. Para remover a máquina, é necessário usar uma chave de fenda plana para pressioná-la do corpo e remover a unidade do trilho;
5. Uma nova máquina é instalada no assento, sua conexão é feita na ordem inversa. Se for uma chave de vários perfis, é necessário fixar os fios na ordem do cabo de transporte de corrente ao de consumo.

Na maioria das vezes, a instalação da máquina é realizada em uma blindagem de metal ou plástico, que é fixada na parede externa ou interna do edifício por meio de um patamar oculto ou externo.

Assim, podemos concluir que, para garantir o funcionamento seguro de instalações elétricas, eletrodomésticos ou industriais, é necessário um disjuntor, pois em caso de emergência poderá desligar de forma independente a energia de todos os quartos e unidades .

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