Основи на прекъсвача на устройството. Основни познания за защита от претоварване и късо съединение

Кратко описание

1 Основи на прекъсвача на устройството Основни познания за защита срещу претоварване и късо съединение 2 Устройства правилно.

Описание

Основни познания за защита от претоварване и късо съединение

Прекъсванията на машините и системните откази в производството винаги са свързани с огромни разходи за компаниите, които са си поставили високо ниво на способност за доставка и спазване на срокове. Когато производствените линии, системи и машини се провалят, често причините са токове на повреда под формата на къси съединения и претоварвания. За да се избегнат тези разходи, има смисъл да се използват автоматични прекъсвачи. Ако възникне претоварване или късо съединение, прекъсвачът на устройството изключва съответния токов път поотделно. По този начин той предпазва потребителя от повреда или дори унищожаване. Други части на системата остават в експлоатация поради селективното изключване. Това гарантира висока наличност на системата.

Правилна защита на верига Определение на термините Стандарти Характеристични свойства

Автоматични прекъсвачи - технология и технология 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Автоматични прекъсвачи на електронни устройства Термомагнитни прекъсвачи Термични прекъсвачи на термоустройство Влияние на дължините на кабелите върху поведението на изключване Технологии за свързване Захранване

Използване на прекъсвачи на устройства

Основни целеви отрасли Приложения Основни характеристики Линейни изчисления Прекъсвачи на устройства Конфигуратор на платката Матрица за планиране на проекти

Тази брошура по темата за прекъсвачите на устройства е разделена на три основни глави и има за цел да предостави основни познания по тази тема. Първата част обяснява причините и последиците от токове на повреда, но също така определя стандарти и термини.

Във втория раздел акцентът е върху технологиите. Обяснена е технологията на прекъсвачите на устройството, както и влиянието на дължините на кабелите и захранванията по време на инсталацията.

Последната част включва примери за приложение, възможни приложения и инструменти за избор на правилния прекъсвач на устройството.

Планира се и се изгражда ново производствено съоръжение. Инсталирани са нови вериги. Заводът е пуснат в експлоатация. Изведнъж има късо съединение, производството спира, някои части от системата са силно повредени! Това не би трябвало да се случи, ако при планирането на системата беше осигурена ефективна защита на устройството. Автоматичните прекъсвачи, които избирателно изключват товари, осигуряват висока наличност на системата.

Основателни причини за използване на автоматични прекъсвачи • • • • • •

висока наличност на системата висока повреда безопасност селективна защита стабилна възможност за доставка разнообразни възможности за приложение надеждна защита на свързаните потребители

Малко пространство - много сигурност Благодарение на техния тънък дизайн, прекъсвачите на устройствата могат да бъдат намерени в почти всеки контролен шкаф

Задача на този прекъсвач. Те се изключват само в случай на късо съединение в крайното устройство, за да предпазят електропровода от претоварване. Те имат висока превключваща способност от 6 kA нагоре. Клемните устройства са защитени директно и селективно със съответния автоматичен прекъсвач. Прекъсвачът на устройството не само предпазва кабела, но предимно крайното устройство, което трябва да бъде защитено в случай на претоварване и късо съединение. Ако е инсталирана нова верига, трябва да се обърне внимание на подходящата защита на предвиденото крайно устройство. Дължините и напречните сечения на кабелите трябва да се вземат предвид по време на монтажа. Линиите трябва да бъдат проектирани за очаквания работен ток, но също така и за евентуално претоварване и ток на късо съединение. В контекста на степенната защита на системните зони трябва да се спазва селективността между отделните защитни устройства. Той осигурява висока наличност на системата, защото само дефектната верига е изключена. Всички други вериги и крайни устройства не са засегнати. Растенията, които не са засегнати, могат да продължат да работят, докато целият процес позволява. Трябва да се вземат предвид и условията на околната среда на инсталацията. Към

Например контролен шкаф не трябва да бъде преоборудван, за да не се претовари захранването. Трябва да се осигури и адекватно подаване и охлаждане на въздуха. По този начин може да се избегне фалшиво задействане в резултат на прегряване и свързаните с него престой. Инсталирането на прекъсвачи на устройства увеличава наличността на технически системи и машини. Възможността за селективно свързване на потребителите означава, че всяка верига се следи индивидуално, а в случай на токове на повреда само дефектната верига и съответният потребител се изключват поотделно. Прекъсвачите на устройството трябва да бъдат монтирани в контролния шкаф на лесен достъп, за да могат да бъдат включени отново бързо и лесно след задействане.

Професионален монтаж за безпроблемна работа и лесна поддръжка

Номинален ток, номинално напрежение Стойността на тока или напрежението на прекъсвача на устройството, посочени от производителя за дадено работно състояние. Тези стойности се отнасят до експлоатационните и експлоатационните характеристики.

Сигнален контакт за превключване с три връзки, който предлага NC и NO функция.

Ток свръхток, който надвишава номиналния ток.

Клирънс Най-краткото разстояние между две проводими части.

Ток на претоварване Свръхток, който възниква в електрически неповредена верига.

Цикли на превключване Последователност на задействанията от едното положение в другото и обратно.

Токът на късо съединение ...... възниква от повредена връзка с ниско съпротивление между две точки, които обикновено имат различни потенциали.

MTBF Средно време между отказите - Очакваната стойност на работното време между две последователни откази.

Временна диелектрична якост Най-висока стойност на временно напрежение, което не причинява повреда на изолацията при определени условия.

Без пътуване Прекъсвачът на устройството се задейства, без да променя положението на превключвателя на превключващия лост.

Основен контакт Контакт в главната верига, който трябва да носи тока в затворено положение. Допълнителен контакт Контакт в спомагателната верига, която се задейства механично. Той служи като дистанционен сигнал за контакт. Нормално отворен безпотенциален спомагателен контакт. Затворено, когато основният контакт е затворен. NC контакт Безпотенциален спомагателен контакт. Отворете, когато основният контакт е затворен.

Разстояние на пълзене Най-кратко разстояние по повърхността на изолационен материал между две проводими части.

1.3 Стандарти Прекъсвачи на устройства се подчиняват на EN 60934. Този стандарт се прилага за механични превключващи устройства (прекъсвачи на устройства), които са предназначени за защита на веригите в електрическото оборудване. Стандартът гласи, че прекъсвачите на устройствата имат по-висока номинална превключваща способност, отколкото се изисква при условия на претоварване. В сътрудничество с определено устройство за късо съединение те също имат условен номинален ток на късо съединение. Този стандарт се прилага и за превключващи устройства за защита на електрическо оборудване в случай на под и/или пренапрежение

ция. Може да се използва за променливо напрежение до 440 V и/или за постояннотоково напрежение до 250 V с номинален ток до 125 A и номинална прекъсваща способност на тока на късо съединение до 3000 A. Този стандарт съдържа всички изисквания, необходими за осигуряване на съответствие с работните параметри, необходими за тези устройства типовия тест.

1.4 Характеристични свойства Характерните свойства на прекъсвача на устройството се именуват, като се използват следните термини: Брой полюси Прекъсвачите на устройствата се предлагат с различен брой полюси. Те показват колко електрически отделени токови пътища могат да бъдат свързани към прекъсвач на устройство. Тип монтаж Тип опция за монтаж на прекъсвачи на устройства, като структура, монтаж или тип разпределител. Тип връзка Варианти за това как прекъсвачът на устройството е свързан в гнездото, например чрез включване или включване или чрез завинтване.

Тип задействане Как или как се задейства или нулира прекъсвачът на устройството. Автоматично или ръчно с помощта на лост, който е предназначен за редовни или нередовни операции на превключване. Номинални стойности Различни съответни стойности на ток и напрежение, като номинално напрежение, номинално работно напрежение, номинален ток или номинална честота. Работни характеристики Характеристични криви, които описват поведението на прекъсвача на устройството при определени стойности на ток и напрежение.

Автоматични прекъсвачи - технология и технология

Прекъсвачите на устройствата са важна мярка за високо ниво на наличност на системата. В случай на претоварване или късо съединение те селективно изключват дефектната верига. Всички останали части на системата продължават да функционират. Съществуват различни технологии на прекъсвачи на устройства. Прави се разлика между електронни, термомагнитни и термични прекъсвачи на устройства. Разликите се крият в техниките им на освобождаване и поведението им при освобождаване. Прекъсвачите на устройствата се използват целенасочено в зависимост от областта на приложение и зоната на задачата. Характерните криви правят характеристиките на изключване на различните прекъсвачи на устройствата ясни.

Автоматични прекъсвачи за всяко приложение

Правилният прекъсвач на устройството за всеки прекъсвач на остатъчен ток:

• Претоварване • Късо съединение • Дълги кабелни трасета поради характеристика за изключване на SFB

• Претоварване • Късо съединение • Дълги кабелни трасета чрез активно ограничение на тока

2.1 Автоматични прекъсвачи на електронни устройства

Характеристики на задействане Прекъсвачите на електронното устройство се изключват в случай на късо съединение след няколко милисекунди. Токът е ограничен до 1,25 пъти. Дори ако линейното съпротивление е високо, прекъсвачите изключват веригата за много кратко време.

Превключвател за включване/изключване (Нулиране) Показване на състоянието Превключено през ограничение на тока Изключено

Платка със сензор за ток на повреда

Автоматичните прекъсвачи на електронните устройства имат активно ограничение на тока. Това означава, че е възможно почти цялостно планиране на захранване с постоянен ток. Освен това ограничението на активния ток позволява по-дълги кабелни трасета между захранването и потребителя. В случай на късо съединение, тези прекъсвачи се изключват за около 100 до 800 милисекунди. Това предотвратява срутването на изходното напрежение на захранването с включен режим. Токът се измерва непрекъснато с вграден сензор и се изключва в рамките на няколко милисекунди в случай на претоварващ ток или късо съединение.

2.2 Автоматичен прекъсвач на термомагнитното устройство Термомагнитният прекъсвач е оборудван с два спускови механизма. Термичната част на механизма под формата на биметал реагира на чакащи претоварвания със закъснение във времето. Магнитното освобождаване, което задейства бутало или шарнирна котва през магнитна намотка и по този начин изключва тока, реагира в рамките на милисекунди на големи токове на претоварване и късо съединение.

Потапяне/шарнирна котва на биметален нагревателен елемент

топлоотделянето е изключено от електрическата мрежа. Ако има много висок ток на претоварване или дори късо съединение, магнитното освобождаване прекъсва тока за няколко милисекунди

кръг. В зависимост от областта на приложение, натоварването и необходимостта от защита, трябва да бъдат избрани защитни устройства с най-подходящата характеристика.

Характеристики на изключване При автоматичните прекъсвачи на термомагнитното устройство времето за изключване зависи от вида на претоварването. В случай на претоварване потребителят се забавя с

2.3 Автоматични прекъсвачи на термични устройства Автоматичните прекъсвачи на термични устройства се задействат, когато се нагрява нагревателен елемент, през който протича ток. Тези нагревателни елементи се състоят от термичен биметал, изработен от стомана и цинк, който се разширява и деформира при нагряване. Този метал се използва или под формата на лента с резе и отделен, пружинен контактен механизъм, или е диск с бързо закрепване с директно прикрепен контакт. Поради конструкцията със закрепващ диск, прекъсвачите на устройствата имат малко по-пъргава характеристична крива от тези с биметални ленти. Автоматичните прекъсвачи на термичното устройство могат да се включват и изключват с бутон или да се включват отново след изключване. Те са проста и евтина алтернатива за приложения, които не изискват непременно бързо задействане.

Превключвател за включване/изключване пружинен контактен механизъм

Биметален нагревателен елемент (закрепващ диск)

затворен потребител е изключен от електрическата мрежа.

Претоварване по-бързо. Защитната функция чрез биметала реагира на определена температура на изключване. Ако токът на претоварване е относително малък, ще отнеме повече време до

Характеристики на изключване Времето на изключване на прекъсвачите на термичното устройство варира в зависимост от прилагания ток на претоварване. Както се вижда от характеристиките, прекъсвачът се задейства с увеличаване

2.4 Влияние на дължините на кабелите върху поведението на изключване Максималната използваема дължина на кабела между захранването и крайното устройство се определя от различни критерии: • Максимален ток на захранването • Вътрешно съпротивление на прекъсвача • Съпротивление на кабела Колкото по-дълъг е кабелът и колкото по-малко е напречното му сечение, толкова по-високо е Линейно съпротивление. Поради тази причина по време на инсталацията трябва да бъде избран най-краткият кабелен път. Линейното съпротивление противодейства на ток на късо съединение. При източници на напрежение с ниска мощност токът на късо съединение може да бъде ограничен от линейното съпротивление по такъв начин, че защитно устройство в края на линията вече да не възприема този ток като ток на късо съединение. В случай на миниатюрни прекъсвачи с характеристики C, горната граница на изключване е доста над номиналния ток. Ето защо тя може да бъде специална

Устойчивостта на задействане на прекъсвач на устройство се влияе от дължината и напречното сечение на кабела.

Тези защитни устройства водят до забавено изключване в случай на късо съединение. Оптимизирани са характеристиките на изключване на прекъсвачите със SFB характеристики и електронните прекъсвачи с ограничение на активния ток. Тези защитни устройства откриват, когато номиналният ток е надвишен много по-рано

като ток на късо съединение. Това избягва опасно претоварване на съответното оборудване и в същото време служи като превантивна противопожарна защита.

Основен елемент По желание с накрайник или технология на винтово свързване

Джъмпери за потенциално разпределение в ред инсталация

2.5 Технологии за свързване Свързването на проводници към основния елемент на прекъсвачите на устройството с технология за натискане е несложно и удобно. Просто поставете твърдия проводник или проводника, снабден с накрайник, в вала на проводника, натиснете леко и контактната пружина се отваря автоматично. Благодарение на своята пружинна сила, той осигурява необходимото контактно налягане срещу текущия бар. Проводниците от 0,12 mm² до 6 mm² могат лесно да бъдат свързани с Push-in. Като алтернатива има основен елемент за прекъсвачите на устройството с технология на винтово свързване. С помощта на джъмпери може да се извърши бързо и индивидуално разпределение на потенциала с последователна инсталация на автоматични прекъсвачи. С двоен мост захранването може да бъде заредено с 41 ампера.

Телекомуникационните връзки също могат лесно да бъдат свързани помежду си по този начин.

2.6 Захранване Изискванията за захранване с резерви за бъдещи разширения трябва да бъдат определени още на фазата на планиране. Тъй като изискванията за захранване непрекъснато се увеличават. Компактността за спестяване на място, съчетана с повишена производителност, са важни атрибути за 24 V DC захранвания в промишлени приложения. Захранванията трябва да съответстват на изискванията за захранване на крайните устройства, които трябва да бъдат свързани. Освен това трябва да се планират не повече от 80% от номиналния ток. Това гарантира, че в случай на повреда може да се подаде ток на късо съединение, който задейства прекъсвача. Ако избраното захранване е твърде малко или стойността на връзката е твърде висока, то не може да достави необходимия ток. Има понижено напрежение, което означава, че цели системни части се провалят и производственият процес е прекъснат.

Някои захранвания имат технология за селективно прекъсване на предпазителите или за кратко SFB. Тези захранващи устройства могат да доставят 6 пъти номиналния ток за няколко милисекунди и по този начин да гарантират надеждно задействане на прекъсвачите на устройството. Заедно с автоматичните прекъсвачи на термомагнитното устройство те образуват надеждна единица, която гарантира максимална наличност на системата.

Захранването с SFB технология осигурява бързо и безопасно задействане на автоматичните прекъсвачи в случай на повреда

Използване на прекъсвачи на устройства

Автоматичните прекъсвачи се използват в производствени системи и монтажни машини за селективна защита на голямо разнообразие от товари от претоварване и късо съединение. За да се защити правилно системата от свръхток, трябва да е ясно кои части на системата трябва да бъдат защитени с кой прекъсвач. Не всеки прекъсвач е подходящ за всяко приложение. За да изберете правилния прекъсвач на устройството за дадено приложение, трябва да се вземат предвид номиналният ток и, ако е необходимо, началният ток на потребителя.

Примери за приложение Термомагнитни прекъсвачи • Програмируеми логически контролери • Клапани • Двигатели • Честотни преобразуватели Електронни прекъсвачи • Релета • Програмируеми контролери • Двигатели Термични прекъсвачи • Двигатели • Нагревателни елементи • Вентилатори • Устройства с висок стартов ток

3.1 Основни целеви отрасли Термомагнитните прекъсвачи на устройства се използват в областта на информационните и комуникационни технологии, както и в технологичните процеси. Поради различните характеристики на изключване, прекъсвачите могат да се използват по различни начини. Рестартирането и незабавното дистанционно отчитане на работното състояние осигуряват висока наличност. Прекъсвачите на електронните устройства не се използват само в комуникационната технология, но и особено в технологията за автоматизация. Поради ограничението на активния ток, изходното напрежение на захранването с включен режим остава и всички останали вериги остават в експлоатация. Прекъсвачите на термичните устройства предлагат индуктивни натоварвания оптимална защита срещу претоварване в системите за разпределение на енергия, в шкафовете за управление и в конструкцията на централата. Освен това те са нечувствителни към високи пускови токове, като тези, които възникват при стартиране на мотор или трансформатор.

Основните области на приложение на автоматичните прекъсвачи:

3.2 Приложения Прекъсвачите на електронните устройства са идеални за защита на релета, програмируеми контроли, двигатели, сензори/изпълнителни механизми и клапани, например.