Автоматический выключатель постоянного тока

Это механические выключатели, которые защищают от коротких замыканий и перегрузок по току в цепях, питаемых постоянным током. Они предназначены для прерывания тока в электрических системах постоянного тока в случае неисправности.

Они применяют механизмы, которые могут ограничивать ток, а также гасить дуги, вызванные перегрузкой по току. Благодаря этому значительно улучшается дифференциальная синхронизация цепи.

Автоматический выключатель для основ постоянного тока

Символ выключателя постоянного тока

Мы используем эти символы в основном в электрические цепи.

· Схема электропроводки выключателя постоянного тока

Однако для схемы электропроводки вы найдете 3D-изображение, подобное этому:

Функция автоматического выключателя в системах постоянного тока

Из их названия ясно, что мы используем такие электрические выключатели для защиты систем, использующих постоянный ток для работы. Такие системы имеют постоянное выходное напряжение в отличие от систем переменного тока.

Они используют комбинацию магнитных и тепловых принципов для защиты систем постоянного тока. Если ток превышает номинальное значение, выключатель отключается с помощью тепловой защиты.

Он предназначен для кратковременного отключения любого тока, возникающего в цепи. Он также служит для быстрого гашения любых дуг, вызванных избыточным напряжением.

Тепловая защита выключателя является отказоустойчивой против любого тока перегрузки в системе. При работе с сильными токами короткого замыкания быстрое магнитная защита отключает выключатель.

Наличие постоянного тока, протекающего в цепях постоянного тока, означает, что контакты должны быть полностью открыты за пределами своих пределов. Это необходимо для того, чтобы гарантировать, что поток избыточного тока полностью прерывается.

Это означает, что выключатели защищают систему постоянного тока от любых неисправностей или коротких замыканий. Такие короткие замыкания, как правило, сильнее перегрузки.

Типы автоматических выключателей постоянного тока

Дугогасительные автоматические выключатели постоянного тока

Когда дело доходит до тушения дуги, дуги постоянного тока являются самыми сложными. Мы поставляем постоянный ток непрерывно, что означает, что он очень стабилен на очень большом зазоре.

Чтобы уменьшить эффект дуги, мы должны обеспечить, чтобы механизм переключения очень быстро разъединял контакты. Это должно создать воздушный зазор, который при открытии погасит дугу.

Контакты на выключателе должны иметь чрезвычайно быстрое движение, чтобы избежать тех же проблем, с которыми они сталкиваются при их открытии. Производитель всегда указывает номиналы постоянного тока на выключателе.

Любое короткое замыкание на этом выключателе означает, что рабочий ток увеличивается и становится током короткого замыкания. Все это зависит от индуктивности и сопротивления контура короткого замыкания.

Быстродействующий выключатель постоянного тока

Эти выключатели применяются в основном на тяговых подстанциях и агрегатах. Они предназначены для отключения тока непосредственно перед достижением максимального номинального значения.

При возникновении короткого замыкания выключатель срабатывает из-за повышения уровня тока сверх номинального значения. Это приводит к ограничению тока и, в конечном итоге, отключению.

Твердотельный автоматический выключатель постоянного тока

Этот выключатель является усовершенствованной заменой электромеханических выключателей. Он заменяет подвижные части на полупроводники, используемые в управлении питанием с быстрым прерыванием тока.

Благодаря передовой программной технологии они могут устранять неисправности за считанные секунды после очень быстрых прерываний. Они в основном используются в электрических сетях с системами хранения энергии для снижения эффекта простоя из-за неисправностей.

Вспышки дуги в них не возникают при прерываниях. Это происходит потому, что выделяется нулевая энергия.

Высоковольтный автоматический выключатель постоянного тока

Выключатель HVDC служит единственной цели защиты от тока короткого замыкания в высоковольтных цепях постоянного тока. Стоит отметить, что ток и напряжение в цепях постоянного тока никогда не равны нулю.

Это означает, что при размыкании контактов ток и напряжение между ними обычно очень высоки. Контакты в конечном итоге перегреются из-за дуги и разрушат выключатель.

Чтобы противостоять этому, мы вводим слаботочную цепь параллельно этому выключателю. Чтобы разорвать цепь, он создаст искусственный нулевой ток в цепи.

Поскольку мы знаем, что уровень тока и напряжения прямо пропорционален силе дуги, мы используем внешнюю цепь. Это разорвет цепь сразу после снижения тока короткого замыкания до нуля.

Магнитный выключатель постоянного тока

Это разновидность устройства защиты от сверхтоков. Оно сконструировано таким образом, что для замыкания и размыкания контактов используются миниатюрные магниты внутри него.

Он состоит из закрытой проволочной катушки, которая охватывает плунжер из железа. На плунжере также закреплены контакты.

При подаче тока на катушки контакты притягиваются к ним. С помощью этого механизма замыкаются и размыкаются контакты соленоида.

При превышении номинального значения тока рычаг отключения срабатывает под действием очень сильного магнитного притяжения. Это размыкает цепь, и ее можно замкнуть, вернув в исходное положение ручку рычага отключения после устранения перегрузки.

Тепловой выключатель постоянного тока

Он использует механизм защелки, который содержит биметаллическую полосу, соединенную с ним. Биметаллическая полоса реагирует на тепло расширением двух ее различных металлических компонентов с разной скоростью.

Цепь размыкается, когда биметаллическая полоска отгибается от контакта. Ее прямой нагрев происходит от тока цепи и косвенно от повышенных температур от больших токов цепи.

Чтобы сбросить автоматический выключатель с помощью его кнопки, нужно дать биметаллической полосе остыть. Это происходит при нормальной комнатной температуре.

Термомагнитный выключатель постоянного тока

Этот выключатель использует два механизма. Защита от перегрузки достигается за счет теплового отключения, а магнитное отключение предотвращает короткие замыкания.

Мы можем также называть их выключателями с обратнозависимой выдержкой времени. Как следует из названия, более высокая перегрузка сократит время открытия выключателя.

Тепло вырабатывается избыточным током в случае перегрузки. Биметаллический элемент улавливает это, и выключатель срабатывает при превышении номинала.

В случае короткого замыкания электромагнитный датчик обнаруживает ток короткого замыкания и реагирует, отключая цепь.

Гибридный автоматический выключатель постоянного тока

Это выключатель постоянного тока, имеющий три отдельных ответвления, которые сконфигурированы параллельно для выполнения различных задач выключателя. Первый ответвитель имеет механический переключатель, используемый для передачи номинального тока.

Он также имеет контакты из металла, которые действуют как механические выключатели за счет потерь проводимости. Вторая ветвь выполняет эффективные операции переключения с использованием полупроводников.

Единственная цель третьей ветви — подавление переходных напряжений. Она сделана из металлооксидные варисторы (MOV) и они также поглощают магнитную энергию системы.

Количество полюсов

2-полюсный автоматический выключатель постоянного тока

Он содержит два полюса и защищает цепи от коротких замыканий с возможностью изоляции нагрузок. Он обычно используется в накопителях энергии и обычно располагается между инверторами и батареями.

4-полюсный автоматический выключатель постоянного тока

Они имеют уникальную конструкцию с одним нейтральным полюсом, в то время как другие полюса обеспечивают защиту цепи. Он срабатывает и отключает все полюса немедленно после обнаружения несоответствующего тока.

Он не чувствителен к полярности при использовании в трех- и четырехфазных проводных распределениях. Это важно в местах, где используется электрооборудование, например, в больницах, где требуется защита.

Мини-выключатель постоянного тока/миниатюрный выключатель постоянного тока

Дизайн ДК МКБ это специальные автоматические выключатели, использующие постоянный ток. Они защищают электрооборудование от коротких замыканий и перегрузок по току.

Следует отметить, что принцип работы и функции аналогичны автомату автоматического выключателя переменного тока. Однако области применения различаются.

Применение DC MCB в основном в системах, работающих с постоянным током, таких как солнечные фотоэлектрические (PV). Выключатель работает в диапазоне напряжений от 12 до 500 В.

На выключателе отмечены положительные и отрицательные символы. Кроме того, на них также указано направление тока.

Автоматические выключатели постоянного тока в литом корпусе

Мы в основном используем DC МЦКБ в приложениях, требующих хранения энергии. Они также являются лучшим выбором для использования в промышленных цепях постоянного тока.

Воздушный автоматический выключатель постоянного тока

Как и другие выключатели, он обеспечивает защиту от перегрузки по току и коротких замыканий в электрических устройствах. Механизм защиты в основном заключается в использовании струи воздуха для ограничения эффекта дуги.

Его принцип работы не такой, как у обычных автоматических выключателей. Странно, но взгляните на это, он генерирует напряжение дуги при прерывании дуги вместо того, чтобы подавать напряжение питания.

Напряжение дуги — это наименьшее напряжение, необходимое для поддержания дуги. Один из способов увеличения напряжения — разрыв дуги на различные серии.

Это также может удлинить путь дуги, тем самым увеличивая ее сопротивление. Это потребует дополнительного напряжения дуги по пути, тем самым увеличивая напряжение.

Прерыватель имеет две пары контактов, из которых главный медный контакт проводит ток, а другой контакт выполнен из углерода.

Главный контакт размыкается первым сразу после размыкания выключателя, а дуговой контакт остается нетронутым. Дуга начинается мгновенно после разъединения контактов.

Детали автоматического выключателя постоянного тока

Компоненты различных типов автоматических выключателей в основном одинаковы.

Давайте рассмотрим их подробнее:

Рамка – обычно очень прочный и жесткий. Его главная цель – защита внутренних компонентов от экстремальных воздействий окружающей среды. Он также обеспечивает изоляцию.

Переключатель/Ручка – обычно используется для замыкания или размыкания выключателя постоянного тока. Для более крупных выключателей операторы могут использовать двухэтапный процесс для защиты.

Контакты – они отвечают за протекание тока после их подключения. В выключателях низкого напряжения контакты расположены в камере, в которой размещено прерывание дуги.

Дугогаситель – когда выключатель срабатывает из-за неисправности, он гасит образовавшуюся дугу. Поскольку мы не можем предотвратить возникновение дуг, лучшее, что может сделать выключатель, – это контролировать их.

Единица измерения поездки – при длительном коротком замыкании или перегрузке рабочий механизм размыкается расцепителем. Они могут быть как электронными, так и работать электромеханически.

Принцип работы выключателя постоянного тока

Основная функция DC Breaker — защита цепи от токов короткого замыкания или перегрузки по току. Для этого он использует механизмы тепловой или магнитной защиты.

При возникновении перегрузки по току выключатель постоянного тока срабатывает по тепловой защите. Это означает, что электрический ток вышел за пределы номинального значения выключателя.

Он имеет биметаллические полосы, изготовленные из двух разных металлов, которые расширяются при нагревании. Разница в их расширении заставляет биметаллическую полосу изгибаться и разрывать контакт с контактором.

Механизм тепловой защиты работает только при токах перегрузки. Это означает, что он превысил обычный рабочий ток.

Магнитная защита используется, когда в цепи есть большой ток короткого замыкания. Она отключает автоматический выключатель постоянного тока, и действие происходит быстро и мгновенно.

Выключатель можно снова включить с помощью ручки или тумблера. Это следует сделать после устранения перегрузки или короткого замыкания.

Номинал выключателя постоянного тока

Когда вы хотите остановиться на подходящей цепи постоянного тока, вы должны принять во внимание общее номинальное напряжение вашей электрической системы. Вы можете рассчитать такое номинальное значение, взяв самое высокое применимое значение из всех портов.

При расчете напряжения вам также необходимо учитывать, как вы будете интегрировать выключатель и распределение напряжения. Номинальное напряжение выключателя должно быть достаточным для удовлетворения всех требований конечного приложения.

Сила тока выключателя также очень важна в его рейтинге. Исходя из требований нагрузки, выключатель должен работать при 100%.

Однако вы можете добиться максимальной производительности, выбрав выключатель с током нагрузки 120%. Это поможет смягчить тепло, выделяемое системой питания.

Размеры выключателя постоянного тока

Расчет автоматического выключателя постоянного тока может оказаться очень сложной задачей. Однако это никогда не бывает невыполнимой задачей.

Мы полностью осознаем, что размер выключателя должен быть достаточно большим, чтобы вместить требуемый ток нагрузки. Недостаточный размер выключателя означает, что вы подвергаетесь риску возникновения электрического пожара.

Не волнуйтесь. Несколько правил, и вы сможете с комфортом рассчитать свой выключатель постоянного тока.

Они есть:

Правило прерывателя 80%

Правило в основном гласит, что вы можете иметь только 80% номинальных токов. Давайте возьмем пример выключателя на 40 А.

Максимально допустимый безопасный ток составляет 32 А. Эта мера безопасности предотвращает перегорание выключателя.

Расчет ампер по мощности

Все электронные устройства, которые вы будете использовать, имеют указанную номинальную мощность. Возьмем в качестве примера тостер мощностью 2000 Вт.

Поскольку размер выключателя зависит от ампер, вам нужно будет преобразовать мощность в амперы. Если вы подадите на него 240 В, ток составит 2000 Вт/240 В, что даст 8,33 А.

Если вы согласны следовать этим двум правилам, то расчет размера выключателя — это прогулка в парке. Теперь перейдем к расчету размера выключателя на примере.

Возьмем тостер мощностью 2000 Вт, который выдает 8,33 А. Принимая во внимание правило выключателя 80%, получаем 8,33 А.

Чтобы получить размер автоматического выключателя, мы берем коэффициент 1,25 и умножаем его на потребляемый ампер. Это дает минимальный размер автоматического выключателя 8,33 А × 1,25 = 10,42 Ампера.

Поскольку номинальная токовая нагрузка выключателя должна быть не менее 10,42, мы также можем использовать выключатель номиналом 15 А. Подводя итог, нам понадобится выключатель на 15 А для тостера мощностью 2000 Вт, питаемого от сети 240 В.

Вот как мы можем вручную получить размер выключателя. Однако существуют современные динамические калькуляторы, которые намного быстрее и проще.

Если в итоге у вас будут большие токи, вы можете параллельно подключить пару выключателей на 30 или 50 А. Это даст общую токоемкость выключателя.

Термомагнитное отключение в автоматическом выключателе постоянного тока

В случае превышения номинального значения тока в электрической цепи, выключатель срабатывает по тепловой защите. Термовыключатель имеет биметаллические пластины, которые имеют два металла, которые расширяются по-разному.

Тепло от избыточного тока заставляет биметаллическую полоску изгибаться и разрывать контакт с контактором. Это разрывает цепь, прекращая поток тока.

Срабатывание происходит быстро, поскольку выделяемое током тепло слишком велико для биметаллической пластины. Это защитный механизм выключателя от токов перегрузки, превышающих рабочий ток.

Автоматический выключатель постоянного тока MCB против автоматического выключателя в литом корпусе (MCCB)

Аббревиатуры могут иметь поразительное сходство, но пусть это не обманывает вас. Давайте рассмотрим некоторые из их различий, чтобы лучше понять их применение.

Для начала, их емкость — это то, что их отличает. Текущий рейтинг MCB составляет менее 100 А, а их отключающий рейтинг не превышает 1800 А.

Кроме того, мы в основном применяем их в низких контурах. Это делает невозможным для нас регулировать их характеристики отключения.

С другой стороны, мы можем легко настроить характеристики отключения MMCB. Поскольку мы в основном используем их в приложениях с высокими цепями, они дают диапазон ампер около 10-2500 А в зависимости от приложения.

Диапазон их тока прерывания весьма впечатляет и составляет от 10000 до 200000 А. Они легко реагируют на дистанционные команды управления двигателем.

Автоматический выключатель постоянного и переменного тока

Оба типа DC и AC имеют одинаковые принципы работы, разница в электрическом токе. Оба типа используют методы магнитной и тепловой защиты, но на постоянном и переменном токе.

Также стоит отметить точку гашения дуги в обоих выключателях, которая ниже в выключателях переменного тока. Это связано с тем, что постоянное напряжение в постоянном токе обеспечивает постоянную дугу, которую трудно прервать.

Последствие? У нас есть дополнительные меры по гашению дуги в выключателях постоянного тока. Дуга удлиняется и рассеивается, чтобы сделать прерывание намного проще.

Напротив, выключатели переменного тока очень легко справляются с прерыванием дуги. Амплитудная вибрация гарантирует, что каждый цикл достигает нуля, где прерывание происходит легко.

Применение автоматического выключателя в системах постоянного тока

· Автоматический выключатель для передачи постоянного тока

Высоковольтные выключатели постоянного тока обеспечивают защиту при передаче электроэнергии на большие расстояния. Клеммы, необходимые при преобразовании переменного тока в постоянный или постоянного тока в переменный, стоят дорого и должны быть защищены. Токи короткого замыкания могут повредить любое подключенное оборудование, поэтому выключатель необходим.

· Автоматический выключатель двигателя постоянного тока

Выключатели защищают электродвигатели постоянного тока, имеющие различные применения. Большинство из них автоматизированы с быстрым временем отклика с управляющими цепями, использующими постоянный ток. Все они требуют выключателя постоянного тока для защиты.

· Солнечный выключатель постоянного тока

Солнечные панели обычно собираются в последовательные цепи, которых может быть несколько. Все цепи должны иметь защиту DC Circuit Breaker, поскольку они очень важны во всей цепи.

Как выбрать автоматический выключатель для постоянного тока

На рынке вы найдете различные выключатели постоянного тока. С такими вариантами вам будет легче сделать выбор.

Однако задайте себе некоторые из этих вопросов, прежде чем остановиться на наиболее подходящем варианте:

1. Каков текущий рейтинг вашего предполагаемого устройства?
2. Сколько полюсов требуется для вашего выключателя?

• Какое напряжение необходимо для вашего устройства?

1. Каков общий ток вашей цепи?
2. Каковы нетипичные условия вашей работы?

Часто задаваемые вопросы

· Можно ли использовать автоматические выключатели переменного тока в системах постоянного тока?

При рассмотрении систем переменного и постоянного тока можно сделать вывод, что тепловой эффект для них обоих одинаков. Однако, те же самые значения RMS, все еще содержат различные параметры.

Давайте рассмотрим пример переменного тока и напряжения. Их воздействие на цепь отличается от воздействия постоянного тока с тем же напряжением.

Следовательно, использование выключателей переменного тока в таких цепях нецелесообразно. Тот же принцип применим к использованию выключателей постоянного тока в цепях переменного тока.

Теперь давайте углубимся в имеющиеся факты.

Кроме того, при одинаковом напряжении питания, системы переменного тока обычно требуют лучшей изоляции по сравнению с системами постоянного тока.

Это означает, что при оценке изоляционных материалов будут наблюдаться различные реакции, особенно при воздействии номинального и противоположного напряжения.

Выключатели постоянного тока имеют постоянное значение тока без частоты.

Впоследствии направление не зависит от тока или напряжения. Последствия? Контакты выключателя будут плавиться быстрее, если выключатель постоянного тока используется в цепи переменного тока.

· Дугообразование в выключателях постоянного тока по сравнению с выключателями переменного тока

Когда мы применяем DC Breaker для разрыва цепи, контакты испытывают постоянный поток электронов. Это усиливается толчком вперед от приложенного напряжения.

Эффект заключается в образовании дуги. Импульс электронов делает эту дугу сильнее по сравнению с выключателями переменного тока.

Кроме того, электронное питание в выключателях переменного тока имеет легкий поток. Вы должны иметь в виду неустойчивое состояние тока и приложенного напряжения.

Это означает, что у них есть амплитудное колебание от пика к пику. Пики положительные до нуля, затем отрицательные и снова до нуля.

Результатом является генерация импульса, вызванного вибрационным искажением. Это делает генерируемую дугу в переменном токе слабее, чем создаваемую в выключателях постоянного тока.

· Выключатели постоянного тока направленного действия?

Обычно ток в цепях постоянного тока течет только в одном направлении. Это означает, что выключатель постоянного тока также должен быть однонаправленным.

Это гарантирует, что выключатель пропускает заряд только в указанном направлении. Когда мы меняем полярность, мы, скорее всего, повредим электрические устройства, что приведет к серьезным проблемам с безопасностью.

Выключатели постоянного тока сконструированы таким образом, что ток может быть прерван дуговым напряжением. Это происходит, когда токи низкие.