Elementele de bază ale întrerupătorului de circuit al dispozitivului. Cunoștințe de bază despre protecția împotriva suprasolicitării și scurtcircuitului

Scurta descriere

1 Elementele de bază ale întrerupătorului de circuit al dispozitivului Cunoștințe de bază despre protecția împotriva suprasolicitării și scurtcircuitului 2 Dispozitive în mod corespunzător.

Descriere

Cunoștințe de bază despre protecția împotriva suprasolicitării și scurtcircuitului

Timpurile de nefuncționare ale mașinilor și defecțiunile sistemului în producție sunt întotdeauna asociate cu costuri imense pentru companiile care și-au stabilit un nivel ridicat de capacitate de livrare și respectarea termenelor limită. Atunci când liniile de producție, sistemele și mașinile eșuează, curenții de defect sub formă de scurtcircuite și suprasarcini sunt adesea cauza. Pentru a evita aceste costuri, este logic să folosiți întrerupătoare de circuit ale dispozitivului. Dacă apare o suprasarcină sau un scurtcircuit, întrerupătorul de circuit al dispozitivului oprește în mod individual calea de curent relevantă. În acest fel, protejează consumatorul de a fi deteriorat sau chiar distrus. Alte părți ale sistemului rămân în funcțiune din cauza opririi selective. Acest lucru asigură o disponibilitate ridicată a sistemului.

Protecția corectă a unui circuit Definiția termenilor Standarde Proprietăți caracteristice

Întreruptoare automate ale dispozitivelor - tehnologie și tehnologie 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Întrerupătoare pentru dispozitive electronice Întrerupătoare pentru dispozitive termomagnetice Întrerupătoare pentru dispozitive termice Influența lungimilor cablurilor asupra comportamentului de oprire Tehnologii de conectare Alimentare

Utilizarea întreruptoarelor de dispozitiv

Principalele industrii țintă Aplicații Caracteristici cheie Calcule de linie Întrerupătoare de circuit pentru dispozitiv Configurator de placă Matrice de planificare a proiectului

Această broșură despre întrerupătoarele de dispozitive este împărțită în trei capitole principale și este destinată să ofere cunoștințe de bază pe această temă. Prima parte explică cauzele și efectele curenților de defect, dar definește și standardele și termenii.

În a doua secțiune, accentul este pus pe tehnologie. Sunt explicate tehnologia disjunctoarelor dispozitivului și influența lungimilor cablurilor și a surselor de alimentare în timpul instalării.

Partea finală include exemple de aplicații, utilizări posibile și instrumente pentru selectarea întrerupătorului automat al dispozitivului.

Este planificată și construită o nouă unitate de producție. Sunt instalate circuite noi. Planta este pusă în funcțiune. Dintr-o dată există un scurtcircuit, producția se oprește, iar unele părți ale sistemului sunt grav deteriorate! Acest lucru nu ar fi trebuit să se întâmple dacă ar fi fost asigurată o protecție eficientă a dispozitivului la planificarea sistemului. Întreruptoarele automate ale dispozitivului care opresc selectiv sarcinile asigură disponibilitatea ridicată a sistemului.

Motive bune pentru utilizarea întrerupătoarelor de dispozitiv • • • • • •

disponibilitate ridicată a sistemului defecțiune ridicată siguranță protecție selectivă capacitate de livrare stabilă posibilități diverse de aplicare protecție fiabilă a consumatorilor conectați

Spațiu redus - multă siguranță Datorită designului lor subțire, întreruptoarele de dispozitiv pot fi găsite în aproape fiecare dulap de control

Sarcina acestui întrerupător. Se opresc numai în cazul unui scurtcircuit în dispozitivul final pentru a proteja împotriva supraîncărcării liniei de alimentare. Au o capacitate mare de comutare de la 6 kA în sus. Dispozitivele terminale sunt protejate direct și selectiv cu întrerupătorul automat al dispozitivului. Întrerupătorul automat al dispozitivului nu numai că protejează linia, ci în primul rând dispozitivul terminal care trebuie protejat în caz de suprasarcină și scurtcircuit. Dacă este instalat un circuit nou, trebuie acordată atenție protecției corespunzătoare a dispozitivului final prevăzut. Lungimile cablurilor și secțiunile transversale ale cablului trebuie luate în considerare în timpul instalării. Liniile trebuie să fie proiectate pentru curentul de funcționare așteptat, dar și pentru o eventuală suprasarcină și curent de scurtcircuit. În contextul protecției eșalonate a zonelor sistemului, trebuie respectată selectivitatea dintre dispozitivele de protecție individuale. Asigură o disponibilitate ridicată a sistemului, deoarece numai circuitul defect este oprit. Toate celelalte circuite și dispozitive finale nu sunt afectate. Suprafețele de plante care nu sunt afectate pot continua să funcționeze atâta timp cât procesul general permite acest lucru. Trebuie luate în considerare și condițiile de mediu ale instalației. Pentru

De exemplu, un dulap de comandă nu trebuie supra-echipat pentru a nu supraîncărca sursa de alimentare. De asemenea, trebuie asigurate o alimentare adecvată cu aer și răcire. În acest fel, pot fi evitate declanșatoarele false ca urmare a supraîncălzirii și a timpilor morți asociați. Instalarea întreruptoarelor de dispozitiv crește disponibilitatea sistemelor tehnice și a mașinilor. Abilitatea de a conecta selectiv consumatorii înseamnă că fiecare circuit este monitorizat individual și, în caz de curenți de defect, numai circuitul defect și consumatorul corespunzător sunt oprite individual. Întrerupătoarele automate ale dispozitivului trebuie instalate în dulapul de comandă la îndemână, astfel încât să poată fi repornite rapid și ușor după declanșare.

Instalare profesională pentru o funcționare fără probleme și o întreținere ușoară

Curent nominal, tensiune nominală Valoarea curentului sau tensiunii disjunctorului dispozitivului specificată de producător pentru o stare de funcționare dată. Aceste valori se referă la caracteristicile operaționale și de performanță.

Contact de semnal de comutare cu trei conexiuni care oferă funcții normal închise și deschise normal.

Curent de supracurent care depășește curentul nominal.

Distanța Cea mai mică distanță între două părți conductoare.

Curent de suprasarcină Supracurent care apare într-un circuit nedeteriorat.

Cicluri de comutare Secvența acționărilor dintr-o poziție în cealaltă și înapoi.

Curentul de scurtcircuit …… provine dintr-o conexiune defectă, cu rezistență scăzută, între două puncte care au în mod normal potențiale diferite.

Timp mediu MTBF între defecțiuni - Valoarea așteptată a timpului de funcționare între două defecțiuni succesive.

Rezistența dielectrică temporară Cea mai mare valoare a unei tensiuni temporare care nu cauzează deteriorarea izolației în condiții specificate.

Fără declanșare Un întrerupător de circuit al dispozitivului se declanșează fără a schimba poziția comutatorului manetei de comutare.

Contact principal Contact în circuitul principal care ar trebui să transporte curentul în poziția închis. Contact auxiliar Contact în circuitul auxiliar care este acționat mecanic. Acesta servește drept contact de semnalizare la distanță. Deschideți în mod normal contact auxiliar fără potențial. Închis când contactul principal este închis. Contact NC Contact auxiliar fără potențial. Deschideți când contactul principal este închis.

Distanța de fluaj Cea mai mică distanță de-a lungul suprafeței unui material izolant între două părți conductoare.

1.3 Standarde Întrerupătoarele de dispozitive sunt supuse EN 60934. Acest standard se aplică dispozitivelor de comutare mecanică (întrerupătoarelor de dispozitiv) care sunt destinate protejării circuitelor din echipamentele electrice. Standardul prevede că întrerupătoarele automate ale dispozitivelor au o capacitate nominală de comutare mai mare decât cea necesară pentru condițiile de suprasarcină. În plus, în cooperare cu un dispozitiv specificat de scurtcircuit, acestea au un curent nominal de scurtcircuit condiționat. Acest standard se aplică și dispozitivelor de comutare pentru protecția echipamentelor electrice în caz de sub și/sau supratensiune

ziune. Poate fi utilizat pentru tensiuni de curent alternativ de până la 440 V și/sau pentru tensiuni de curent continuu de până la 250 V cu un curent nominal de până la 125 A și o capacitate nominală de rupere a curentului de scurtcircuit de până la 3000 A. Acest standard conține toate cerințele necesare pentru a asigura conformitatea cu parametrii de funcționare necesari pentru aceste dispozitive testul de tip.

1.4 Proprietăți caracteristice Proprietățile caracteristice ale întrerupătorului de circuit al dispozitivului sunt denumite folosind următorii termeni: Număr de poli Întreruptoarele de dispozitiv sunt disponibile cu un număr diferit de poli. Acestea indică câte căi de curent separate electric pot fi conectate la un întrerupător de circuit al dispozitivului. Tipul de montare Tipul de opțiune de instalare pentru întrerupătoarele de dispozitiv, cum ar fi structura, instalarea sau tipul de distribuitor. Tipul de conexiune Variante privind modul în care întrerupătorul de circuit al dispozitivului este conectat la priză, de exemplu prin conectarea sau pornirea sau prin înșurubare.

Tipul de acționare Cum sau cum se acționează sau se resetează un întrerupător automat al dispozitivului. Automat sau manual folosind o pârghie proiectată pentru operații de comutare regulate sau neregulate. Valori nominale Diverse valori relevante ale curentului și tensiunii, cum ar fi tensiunea nominală, tensiunea nominală de funcționare, curentul nominal sau frecvența nominală. Caracteristici de funcționare Curbele caracteristice care descriu comportamentul unui întrerupător de circuit al dispozitivului sub anumite valori de curent și tensiune.

Întreruptoare automate ale dispozitivelor - tehnologie și tehnologie

Întreruptoarele automate ale dispozitivelor sunt o măsură importantă pentru un nivel ridicat de disponibilitate a sistemului. În caz de suprasarcină sau scurtcircuit, acestea opresc selectiv circuitul defect. Toate celelalte părți ale sistemului continuă să funcționeze. Există diferite tehnologii ale întrerupătoarelor de dispozitive. Se face distincția între întreruptoarele electronice, termomagnetice și termice ale dispozitivelor. Diferențele constau în tehnicile lor de eliberare și comportamentul lor de eliberare. Întreruptoarele automate ale dispozitivului sunt utilizate într-o manieră direcționată, în funcție de zona de aplicare și zona de activitate. Curbele caracteristice fac clare caracteristicile declanșării diferitelor întreruptoare automate ale dispozitivului.

Întreruptoare automate ale dispozitivului pentru fiecare aplicație

Întreruptorul de dispozitiv potrivit pentru fiecare întrerupător de curent rezidual:

• Suprasarcină • Scurtcircuit • Trasee lungi de cablu datorită caracteristicii de declanșare SFB

• Suprasarcină • Scurtcircuit • Trasee lungi ale cablului prin limitarea curentului activ

2.1 Întrerupătoare electronice ale dispozitivelor

Caracteristici de declanșare Întreruptoarele electronice ale dispozitivului se declanșează în cazul unui scurtcircuit după câteva milisecunde. Curentul este limitat de 1,25 ori. Chiar dacă rezistența liniei este mare, întrerupătoarele deconectează circuitul într-un timp foarte scurt.

Comutator Pornit/Oprit (Resetare) Afișare stare Comutat prin limitarea curentului Dezactivat

Circuit cu senzor de curent de defect

Întreruptoarele electronice ale dispozitivelor au o limitare activă a curentului. Aceasta înseamnă că este posibilă planificarea aproape completă a unei surse de curent continuu. În plus, limitarea curentului activ permite trasee mai lungi de cablu între sursa de alimentare și consumator. În cazul unui scurtcircuit, aceste întreruptoare se opresc în decurs de aproximativ 100 până la 800 de milisecunde. Acest lucru împiedică prăbușirea tensiunii de ieșire a sursei de alimentare în modul comutat. Curentul este măsurat continuu cu un senzor integrat și oprit în câteva milisecunde în cazul unui curent de suprasarcină sau a unui scurtcircuit.

2.2 Întrerupător cu dispozitiv termomagnetic Întreruptorul termomagnetic este echipat cu două mecanisme de declanșare. Partea termică a mecanismului sub formă de bimetal reacționează la suprasarcini în așteptare cu o întârziere. Eliberarea magnetică, care declanșează un piston sau o armătură articulată printr-o bobină magnetică și deci oprește curentul, reacționează în câteva milisecunde la suprasarcină mare și curenți de scurtcircuit.

Armatura de imersie/pliere a elementului de încălzire bimetal

eliberarea termică este deconectată de la rețea. Dacă există un curent de suprasarcină foarte mare sau chiar un scurtcircuit, eliberarea magnetică întrerupe curentul în câteva milisecunde

cerc. În funcție de zona de aplicare, de sarcină și de necesitatea protecției, trebuie selectate dispozitive de protecție cu cea mai potrivită caracteristică.

Caracteristici de declanșare Pentru întrerupătoarele de circuit termomagnetice, timpul de declanșare depinde de tipul de suprasarcină. În cazul unei supraîncărcări, consumatorul este întârziat cu

2.3 Întrerupătoare automate ale dispozitivelor termice Întrerupătoarele automate ale dispozitivelor termice se declanșează atunci când este încălzit un element de încălzire prin care curge un curent. Aceste elemente de încălzire sunt realizate dintr-un bimetal termic din oțel și zinc care se extinde și se deformează atunci când este încălzit. Acest metal este folosit fie sub formă de bandă cu zăvor și un mecanism de contact separat, cu arc, fie este un disc cu acțiune rapidă cu un contact atașat direct. Datorită construcției cu disc snap, întreruptoarele de dispozitiv au o curbă caracteristică ceva mai agilă decât cele cu benzi bimetale. Întreruptoarele cu dispozitiv termic pot fi pornite și oprite cu un buton sau pot fi repornite după declanșare. Sunt o alternativă simplă și ieftină pentru aplicații care nu necesită neapărat declanșare rapidă.

Comutator pornire/oprire Mecanism de contact cu arc

Element de încălzire bimetalic (disc Snap)

consumatorul închis este deconectat de la rețea.

Suprasolicitați mai repede. Funcția de protecție printr-un bimetal reacționează la o temperatură de declanșare definită. Dacă curentul de suprasarcină este relativ mic, va dura mai mult până când

Caracteristici de declanșare Timpul de declanșare al întrerupătoarelor termice ale dispozitivului variază cu curentul de suprasarcină aplicat. După cum se poate vedea în caracteristici, întrerupătorul se declanșează odată cu creșterea

2.4 Influența lungimilor cablurilor asupra comportamentului de oprire Lungimea maximă utilizabilă a cablului între sursa de alimentare și dispozitivul final este definită de diferite criterii: • Curentul maxim de alimentare • Rezistența internă a întrerupătorului • Rezistența cablului Cu cât este mai lung un cablu și cu cât secțiunea transversală este mai mică, cu atât este mai mare Rezistența liniei. Din acest motiv, cea mai scurtă cale de cablu trebuie selectată în timpul instalării. Rezistența liniei contracarează un curent de scurtcircuit. Cu surse de tensiune de joasă putere, un curent de scurtcircuit poate fi limitat de rezistența liniei în așa fel încât un dispozitiv de protecție de la capătul liniei să nu mai perceapă acest curent ca un curent de scurtcircuit. În cazul întreruptoarelor miniaturale cu caracteristici C, limita superioară de declanșare este cu mult peste curentul nominal. De aceea poate fi special

Rezistența la declanșarea unui întrerupător este influențată de lungimea și secțiunea transversală a unui cablu.

Aceste dispozitive de protecție conduc la oprirea întârziată în cazul unui scurtcircuit. Caracteristicile de declanșare ale întrerupătoarelor cu caracteristici SFB și ale întreruptoarelor electronice cu limitare de curent activ sunt optimizate. Aceste dispozitive de protecție detectează când curentul nominal este depășit mult mai devreme

ca un curent de scurtcircuit. Acest lucru evită supraîncărcarea periculoasă a echipamentului în cauză și în același timp servește drept protecție preventivă împotriva incendiilor.

Element de bază Opțional cu conexiune push-in sau tehnologie de conectare cu șurub

Jumpers pentru distribuția potențială într-o instalare pe rând

2.5 Tehnologii de conectare Conectarea conductoarelor la elementul de bază al întrerupătoarelor dispozitivului cu tehnologie push-in este simplă și convenabilă. Pur și simplu introduceți conductorul rigid sau conductorul prevăzut cu o virulă în arborele conductorului, apăsați ușor și arcul de contact se deschide automat. Datorită forței sale de arc, asigură presiunea de contact necesară împotriva barei curente. Conductoarele de la 0,12 mm² la 6 mm² pot fi ușor conectate cu Push-in. Alternativ, există elementul de bază pentru întrerupătoarele cu dispozitiv cu tehnologie de conectare cu șurub. Cu ajutorul jumperilor, se poate realiza o distribuție rapidă și individuală a potențialului la instalarea întrerupătoarelor de dispozitive în serie. Cu o punte dublă, alimentarea poate fi încărcată cu 41 amperi.

Conexiunile de telecomunicații pot fi, de asemenea, ușor conectate între ele în acest fel.

2.6 Alimentarea cu energie electrică Cerințele pentru o sursă de energie cu rezerve pentru extinderi viitoare ar trebui definite încă din faza de planificare. Deoarece cerințele pentru o sursă de alimentare sunt în continuă creștere. Compactitatea pentru instalarea cu economie de spațiu, cu performanțe simultan în creștere, sunt atribute importante pentru sursele de alimentare de 24 V c.c. Sursele de alimentare trebuie să corespundă cerințelor de alimentare ale dispozitivelor finale care trebuie conectate. În plus, nu trebuie planificat mai mult de 80% din curentul nominal. Acest lucru asigură că, în cazul unei defecțiuni, poate fi furnizat un curent de scurtcircuit care declanșează întrerupătorul. Dacă sursa de alimentare selectată este prea mică sau valoarea conexiunii este prea mare, nu poate furniza curentul necesar. Există o subtensiune, ceea ce înseamnă că întreaga componentă a sistemului eșuează și procesul de producție este întrerupt.

Unele surse de alimentare au tehnologie Selective Fuse Breaking Technology sau SFB pe scurt. Aceste surse de alimentare pot furniza de 6 ori curentul nominal timp de câteva milisecunde și, astfel, se asigură că întreruptoarele dispozitivului sunt declanșate în mod fiabil. Împreună cu întrerupătoarele de circuit termomagnetice, acestea formează o unitate fiabilă care garantează disponibilitatea maximă a sistemului.

Alimentarea cu tehnologie SFB asigură declanșarea rapidă și sigură a întreruptoarelor dispozitivului în caz de defecțiune

Utilizarea întreruptoarelor de dispozitiv

Întreruptoarele automate ale dispozitivelor sunt utilizate în fabricile și mașinile de asamblare pentru a proteja selectiv o mare varietate de sarcini de suprasarcină și scurtcircuit. Pentru a proteja în mod corespunzător un sistem împotriva supracurenților, trebuie să fie clar ce părți ale unui sistem trebuie protejate cu care întrerupător. Nu fiecare întrerupător este potrivit pentru fiecare aplicație. Pentru a selecta întrerupătorul automat al dispozitivului pentru o aplicație, trebuie să se ia în considerare curentul nominal și, dacă este necesar, curentul de pornire al consumatorului.

Exemple de aplicații Întrerupătoare de circuit termomagnetice • Controlere logice programabile • Supape • Motoare • Convertoare de frecvență Întrerupătoare electronice • Relee • Controlere programabile • Motoare Întrerupătoare de circuit termice • Motoare • Elemente de încălzire • Ventilatoare • Dispozitive cu curent mare de pornire

3.1 Principalele industrii țintă Întreruptoarele cu dispozitiv termomagnetic sunt utilizate în domeniul tehnologiei informației și comunicațiilor, precum și în tehnologia proceselor. Datorită diferitelor caracteristici de declanșare, întrerupătoarele pot fi utilizate într-o varietate de moduri. Repornirea și raportarea imediată de la distanță a stării de operare asigură o disponibilitate ridicată. Întreruptoarele electronice ale dispozitivelor electronice nu sunt utilizate numai în tehnologia de comunicații, ci și mai ales în tehnologia de automatizare. Datorită limitării curentului activ, tensiunea de ieșire a sursei de alimentare în modul comutat rămâne și toate celelalte circuite rămân în funcțiune. Întreruptoarele termice ale dispozitivelor termice oferă o sarcină inductivă protecție optimă împotriva supraîncărcării în sistemele de distribuție a energiei electrice, în dulapurile de comandă și în construcția instalației. În plus, acestea sunt insensibile la curenți mari de pornire, cum ar fi cei generați la pornirea unui motor sau a unui transformator.

Principalele domenii de aplicare pentru întrerupătoarele automate ale dispozitivului:

3.2 Aplicații Întreruptoarele electronice ale dispozitivelor sunt ideale pentru protejarea releelor, comenzilor programabile, motoarelor, senzorilor/actuatorilor și supapelor, de exemplu.