تجزیه و تحلیل ساختار قطع کننده مدار ولتاژ پایین، اصل قطع، و کاربرد انتخاب

مدارشکن‌های ولتاژ پایین، دستگاه‌های کلیدی محافظ اصلی در سیستم‌های توزیع برق ولتاژ پایین- هستند. آنها می توانند سوئیچینگ مدار معمولی را کامل کنند و مدارها را به طور خودکار در شرایط خطا مانند اضافه بار، اتصال کوتاه و نشتی قطع کنند. آنها به طور گسترده در جعبه های توزیع و کابینت ها نصب می شوند و طبق استاندارد ملی GB14048.2-2008 تولید می شوند. کلیدهای مدار مینیاتوری خانگی مطابق با استاندارد بین المللی IEC60898 است. پایانه های سیم کشی این دستگاه ها به طور کلی مجهز به ترمینال های گیره پیچ شکن هستند که از ساختار گیره پیچ برای ثابت نگه داشتن کابل ها، جلوگیری از گرمای بیش از حد و خطاهای قوس الکتریکی ناشی از شل بودن سیم کشی و اطمینان از عملکرد ایمن طولانی مدت مدار توزیع برق، استفاده می کنند. بر اساس ساختار محفظه، محصولات به سه دسته تقسیم می شوند: قطع کننده مدار قاب عایق هوا ACB، قطع کننده مدار قالبی MCCB و قطع کننده مدار مینیاتوری MCB. کلیدهای مدار مینیاتوری بیشتر در تاسیسات برق خانگی استفاده می شوند و معمولاً به عنوان کلید هوا شناخته می شوند.

بر اساس سناریوهای حفاظتی قابل اجرا، قطع کننده های مدار ولتاژ پایین{0} را می توان به چهار دسته اصلی تقسیم کرد: حفاظت توزیع، حفاظت موتور، حفاظت مدار روشنایی، و حفاظت جریان باقیمانده. هر دسته به طور قابل توجهی در محدوده فعلی و ویژگی های خاموش شدن متفاوت است. قطع کننده های مدار تک فاز روشنایی دارای جریان نامی 5-50 آمپر هستند و فقط به حفاظت اضافه بار و مدار کوتاه{10}}گذرا مجهز هستند. قطع کننده های مدار جریان باقیمانده دارای جریان نامی 20-200A هستند و می توانند نشتی را در عرض 0.1 ثانیه کامل کنند و در برابر خطر شوک الکتریکی محافظت کنند. آن‌ها معمولاً از پایانه‌های سیم پیچ آلیاژ روی، ساخته شده از آلیاژ روی مقاوم در برابر اکسیداسیون، استفاده می‌کنند، که برای نیازهای سیم‌کشی مدار روشنایی خانگی کم{15}}مناسب است. قطع کننده های مدار توزیع محدوده جریان 10-630A را پوشش می دهند و به نوع محدود کننده جریان کلاس A و نوع انتخابی کلاس B تقسیم می شوند که از حفاظت جریان پله ای دو مرحله ای و سه مرحله ای پشتیبانی می کنند، مناسب برای خطوط ورودی کارخانه و خطوط تغذیه اصلی.

این قطع کننده مدار ولتاژ پایین کامل، عملکردهای متعددی از جمله کنترل، حفاظت، اندازه‌گیری، و تعامل انسان- با ماشین را یکپارچه می‌کند. علاوه بر عایق روشن/خاموش اولیه، از خاموش کردن از راه دور، قفل کردن تعمیر و نگهداری تجهیزات، نظارت بر خطای عایق و زمین، و دریافت و نمایش ولتاژ نیز پشتیبانی می کند. مکان های کنتاکتور در داخل کابینت کامل، همگی از یک ترمینال گیره سیم پیچ کنتاکتور استاندارد استفاده می کنند، که از سیم کشی ثابت پیچ اطمینان می دهد و فرآیند سیم کشی را ساده می کند. قطع ولتاژ کم و قطع شنت از لوازم جانبی متداول انبساط هستند. خاموش شدن ولتاژ کم هنگامی که ولتاژ خط به کمتر از 70 درصد ولتاژ نامی کاهش می‌یابد، خاموش می‌شود، در حالی که قطع کردن شنت، خاموش شدن کنترل از راه دور را امکان‌پذیر می‌کند و با نیازهای مدیریت متمرکز سیستم‌های توزیع برق خودکار سازگار است.

باز و بسته شدن قطع کننده مدار توسط یک دسته دستی یا مکانیزم عملیاتی الکتریکی انجام می شود که کنتاکت های متحرک و ثابت را فعال می کند. مکانیسم‌های الکتریکی شامل مدل‌های الکترومغناطیس و موتور محرکه می‌شوند. مدل موتور{4}}با فشرده کردن فنر ذخیره انرژی با استفاده از چرخ دنده، به سرعت بسته می‌شود. جزء اصلی حفاظت از کل واحد، واحد سفر است که در دو نوع اصلی وجود دارد: ترمو مغناطیسی و الکترونیکی، اجزای حسگر، انتقال، اندازه گیری و محرک را یکپارچه می کند. واحد تراش مغناطیسی{8}}حرارتی به یک نوار دو فلزی برای محافظت در تأخیر اضافه بار متکی است. تحت شرایط اتصال کوتاه، آرمیچر مغناطیسی فوراً درگیر می‌شود و باعث می‌شود که زمین بخورد. خط ورودی مجهز به ترمینال گیره پیچ یکپارچه است که ساختار ترمینال یکپارچه آن فضای مونتاژ را کاهش می دهد و با طرح محفظه فشرده کلیدهای مدار قالب بندی شده سازگار می شود.

واحد تراش مغناطیسی حرارتی{0}}به گرمایش جریانی متکی است تا نوار دو فلزی را تغییر شکل دهد. هرچه جریان بزرگتر باشد، سرعت خمش سریعتر است و عمل قطع را به تاخیر می اندازد. واحد حرکت مغناطیسی جریانهای مدار کوتاه-بزرگ لحظه ای را کنترل می کند. جاذبه الکترومغناطیسی برای عمل سریع بر مقاومت فنر غلبه می‌کند و به شکستن سطح میلی‌ثانیه-می‌رسد. واحد سفر الکترونیکی مجهز به یک ریزپردازنده است و از یک سیم پیچ Rogowski برای جمع آوری سیگنال های جریان استفاده می کند و از مشکل اشباع شار مغناطیسی ترانسفورماتورهای جریان سنتی جلوگیری می کند. می‌تواند به‌طور دقیق به سه مرحله-حفاظت دست یابد: اضافه بار با تأخیر طولانی، اتصال کوتاه-تأخیر کوتاه-و حفاظت آنی در برابر اتصال کوتاه بسیار بزرگ. ماژول دریافت سیگنال واحد سفر الکترونیکی با بلوک ترمینال پیچ قفس فولادی جفت شده است. ترمینال پیچی قفس{11}}خط سیگنال نمونه برداری را محکم ثابت می کند و از صحت دریافت سیگنال آنالوگ جریان و ولتاژ اطمینان حاصل می کند.

سیستم قطع الکترونیکی واحدهای جذب جریان، ولتاژ و دما را یکپارچه می کند. منبع تغذیه آن از یک ترانسفورماتور جریان اشباع سریع اختصاصی- برای جلوگیری از آسیب به مدار کنترل ناشی از نوسانات جریان بالا مشتق شده است. سیگنال های آنالوگ و دیجیتال به دست آمده توسط CPU به طور یکنواخت پردازش می شوند. یک صفحه‌نمایش LED و صفحه‌کلید تعامل انسان{4}}ماشین را امکان‌پذیر می‌سازد، و یک رابط ارتباطی RS485 به یک سیستم نظارت بر توزیع برق سطح بالاتر متصل می‌شود. نگهدارنده‌های فیوز برای قطع کننده‌های مدار انشعاب از پایانه‌های گیره‌دار نگهدارنده فیوز استفاده می‌کنند، با ساختار بستن پیچی که با کابل‌های نازک نگهدارنده‌های فیوز سازگار است، و انتقال پایدار سیگنال‌های نمونه‌برداری خطا را تضمین می‌کند.

قطع کننده مدار فریم از یک قاب فلزی برای قرار دادن تمام اجزا استفاده می کند و جریان نامی آن به طور قابل توجهی بیشتر از قطع کننده های مدار قالبی (MCC) است. محصولات قاب ACB انتخاب ارجح برای سناریوهای- توزیع برق صنعتی بالا هستند. تمام پایانه های کل واحد به مشخصات طراحی گیره پیچ پایبند هستند. مدل همه منظوره از یک گیره ترمینال پیچ فولادی گالوانیزه، ساخته شده از فولاد مقاوم در برابر سایش و خوردگی{{6}، مناسب برای محیط های صنعتی با دمای بالا و پایین استفاده می کند. اجزای الکتریکی رایج به طور یکنواخت مجهز به ترمینال‌های گیره-نوع پیچ برای اجزای مدار هستند و پایانه‌های گیره استاندارد هزینه‌های انطباق سیم‌کشی را برای اتصالات الکتریکی مختلف کاهش می‌دهند. در طول تعمیر و نگهداری تجهیزات در محل و راه‌اندازی، می‌توان نیروی گیره پایانه را به صورت دستی تنظیم کرد تا به طور انعطاف‌پذیری با قطرهای سیم مختلف مطابقت داشته باشد و کارایی مونتاژ و نگهداری تجهیزات توزیع برق را بهبود بخشد.