turnate caz Circuit Breaker (MCCB) principiul de lucru
un întrerupător de circuit cu carcasă turnată (MCCB) este un întrerupător care folosește o carcasă turnată pentru a găzdui și susține componentele sale purtătoare de curent, precum și pentru a face parte din sistemul de izolare. Principiul de lucru al MCCB este discutat în detaliu în acest articol.
cel mai frecvent tip de MCCB este întrerupătorul termo-magnetic de uz general. A Se Vedea Figura 1. MCCB-urile au adesea un element de declanșare a supracurentului termic pentru a oferi protecție împotriva supraîncărcărilor, cum ar fi ceea ce este cauzat atunci când un cuplaj este nealiniat pe un motor electric sau un dispozitiv electric atrage prea mult curent.
un element de supracurent instantaneu este, de asemenea, prevăzut pentru a proteja împotriva scurtcircuitelor, cum ar fi ceea ce este cauzat atunci când două fire se ating sau când izolația eșuează. MCCB-urile au următoarele componente primare:
- cadru sau carcasă
- ansambluri de contact
- jgheaburi cu Arc
- OCPDs
- un mecanism de operare
- conexiuni terminale
un întrerupător de circuit izolat (ICCB) este un circuit breaker care este similar în construcție cu un MCCB, dar folosește de obicei un OCPD electronic sau digital și are ratinguri de întrerupere mult mai mari.
Figura 1. Diagrama circuitului marcat MCCB
cadre și carcase MCCB
cadrul de pe un MCCB este o unitate închisă care înconjoară și susține celelalte componente oferind în același timp izolație. Întrerupătoarele cu carcasă sigilată nu pot fi deschise sau întreținute, cu excepția testării, inspecției și curățării exterioare.
disjunctoarele cu carcasă sigilată pot fi identificate în mai multe moduri: printr-o substanță asemănătoare gudronului, cutii nituite sau sigilii de hârtie peste șuruburile carcasei. Deschiderea întreruptoarelor cu carcasă sigilată invalidează listarea UL, ceea ce poate cauza probleme dacă există un incendiu sau alt accident care implică acele întrerupătoare de circuit.
MCCB-urile cu cadru mare și majoritatea Iccb-urilor au OCPD-uri înlocuibile și sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de întrerupătoare de circuit interschimbabile. Întrerupătoarele de circuit interschimbabile au carcase care pot fi deschise pentru a fi întreținute și întreținute. OEM-urile pot furniza anumite piese pentru a putea fi reînnoite.
OCPD poate fi înlocuit cu un element care poate fi dimensionat până la ratingul de cadru al ICCBs și până la 80% din ratingul de cadru al MCCBs. A Se Vedea Figura 2.
Figura 2. Întreruptoare de declanșare interschimbabile etichetate diagrama circuitului
ansambluri de contacte MCCB
ansamblurile de contacte deschid și închid circuitele. Contactele de pe MCCB-urile mici, cum ar fi întrerupătoarele de ramură utilizate în panourile de panouri, transportă curentul de sarcină și acționează, de asemenea, ca contacte cu arc. Întreruptoarele cu cadru mare au contacte separate cu arc și contacte principale.
un avantaj pe care îl au MCCB-urile este că contactele lor sunt mici, ușoare și pot întrerupe rapid un arc, cum ar fi în 1-1/2 până la 2 cicluri. Versiunile cu limitare de curent pot elimina o defecțiune și mai repede, într-un ciclu de 1 sau mai puțin de 2 centimetrii.
contactele cu arc ajută la întreruperea arcurilor și sunt compuse dintr-un aliaj mai dur decât contactele principale, care sunt proiectate să transporte numai curentul de sarcină. Contactele cu arc (superior) se extind înaintea contactelor principale (inferior). Pe măsură ce întrerupătorul se închide, contactele arcuite ating (fac) mai întâi. Prin urmare, orice arc care apare face acest lucru pe contactele de arc. Contactele principale apoi atingeți imediat după contactul cu arc.
contactele principale sunt compuse în principal din argint și sunt mai moi decât contactele cu arc, ceea ce înseamnă că se vor eroda rapid dacă contactele cu arc sunt reglate greșit sau uzate. Întreruptoarele de limitare a curentului de nouă generație diferă de MCCB-urile standard și în primul rând de structurile lor de contact.
MCCB-urile Standard folosesc mecanisme cu un singur punct de pivot pentru contacte, în timp ce întrerupătoarele de limitare a curentului folosesc adesea mecanisme cu pivot dublu. A Se Vedea Figura 3. Câmpurile magnetice din jurul fiecăruia dintre contacte resping și forțează rapid contactele. Pe măsură ce curentul de scurtcircuit care curge prin ele crește, câmpurile magnetice devin mai puternice, iar contactele se deschid mai repede.
Figura 3. MCCBs Standard Vs. ICCBs
pentru ca aceste întrerupătoare de circuit (și siguranțe de limitare a curentului) să fie limitatoare de curent, curentul de scurtcircuit trebuie să aibă o valoare suficient de mare pentru a-l determina să se afle în regiunea sa de limitare a curentului. Dacă curentul de scurtcircuit este sub această valoare, acesta răspunde ca întrerupător standard.
MCCB arc jgheaburi
un arc este o descărcare susținută de energie electrică peste un decalaj într-un circuit sau între electrozi, de obicei însoțită de electrozi (contacte) fiind vaporizat și/sau topit de căldura extremă a arcului.
un jgheab de arc, cunoscut și sub numele de stingător de arc, este o structură care conține separatoare de arc. Ca parte a contactelor, arcul este desenat între contactele cu arc. Arcul se ridică (datorită temperaturii sale extreme) și, pe măsură ce face acest lucru, este întins de separatoarele de arc. Acest lucru răcește arcul astfel încât să poată fi stins. MCCB-urile folosesc jgheaburi de arc pentru a întinde arcurile, a le răci și a le stinge, toate în 1-1 cicluri de 2 până la 2 cicluri. A Se Vedea Figura 4.
Figura 4. Diagrama jgheabului cu arc MCCB
dispozitive de protecție peste curent (OCPD)
MCCB-urile cu cadru mic folosesc de obicei OCPD-uri termomagnetice.
un OCPD termo-magnetic este un OCPD care reacționează la căldura creată de pierderea de cupru (I2R) atunci când curentul trece printr-un conductor.
pierderea de cupru este cauzată de rezistența conductorului la un curent care trece prin el. Această pierdere este exprimată ca căldură. Cu cât fluxul de curent este mai mare printr-un conductor, cu atât se creează mai multă căldură. Un OCPD termo-magnetic folosește o bandă bimetalică plasată în calea curentă. Banda bimetalică este formată din două metale care au rate diferite de expansiune atunci când sunt încălzite. Banda bimetalică este construită astfel încât metalul care are o rată de expansiune mai mare forțează banda bimetalică să devieze sau să se îndoaie și să elibereze zăvorul de declanșare. Acest lucru se întâmplă atunci când întrerupătorul detectează o stare de supracurent care durează o perioadă predeterminată de timp.
un OCPD termo-magnetic oferă protecție împotriva supracurentului și scurtcircuitelor în MCCB-uri. Un OCPD termo-magnetic este, de asemenea, cunoscut ca o unitate de călătorie de uz general. Alte nume pentru un OCPD termo-magnetic sunt dispozitiv de declanșare și unitate de declanșare și sunt adesea folosite interschimbabil. Pe MCCB-urile cu cadru mare, se utilizează de obicei un OCPD electronic. Informații referitoare la un anumit OCPD pot fi găsite pe plăcuța de identificare OEM aplicată pe unitate. A Se Vedea Figura 5.
Figura 5. Un OCPD termo-magnetic oferă protecție împotriva supracurentului și scurtcircuitelor în MCCB-uri și este uneori denumit unitate de declanșare de uz general.
un MCCB poate avea doar un OCPD cu o valoare nominală de curent continuu de 80% din valoarea nominală a cadrului. Acest lucru se datorează faptului că un OCPD termo-magnetic are o curbă caracteristică foarte largă a curentului de timp, ceea ce înseamnă că OEM-urile trebuie să facă o alocație suplimentară pentru ca întrerupătorul să se declanșeze fără a se deteriora de căldura generată de fluxul de curent în exces.
principiul de funcționare MCCB
mecanismul de funcționare al unui MCCB deschide și închide ansamblurile de contacte și are trei poziții: deschis, închis și declanșat. Întrerupătoare de circuit de tipul celor utilizate pentru panouplăcile și panourile de iluminat au un design destul de simplu. A Se Vedea Figura 6.
Figura 6. Mecanism de Operare MCCB
cu contactele închise, zăvorul de declanșare se află în poziția blocată (cerc galben). Pe măsură ce contactele sunt deschise și închise, poziția zăvorului de declanșare nu se mișcă. Acest tip de blocare de declanșare este una dintre problemele majore cu MCCBs prin faptul că acesta și alte părți ale mecanismului de operare sunt lubrifiate din fabrică.
fluxul de curent prin contacte creează căldură, care usucă lubrifiantul în timp. Pe măsură ce lubrifiantul aplicat din fabrică se usucă, acesta se îngroașă și încetinește performanța întrerupătorului. Pe măsură ce continuă să se usuce, începe să se desprindă și apare uzura metal-metal. Această uzură metal-metal și coroziunea care poate apărea pe zăvorul de declanșare pot face cu ușurință ca întrerupătorul să nu se deschidă după cum este necesar. Singura dată când zăvorul de declanșare își schimbă poziția este atunci când întrerupătorul este declanșat.
observați cum zăvorul de declanșare este staționar în pozițiile deschis și închis, dar este diferit în poziția de declanșare. Defecțiunea zăvorului de declanșare este una dintre cauzele principale ale MCCB-urilor care nu funcționează în conformitate cu specificațiile OEM. MCCB-urile moderne cu cadru mare includ adesea butoane de declanșare mecanice roșii. Butonul de declanșare acționează direct zăvorul de declanșare. Zăvorul de declanșare (săgeata galbenă din Figura 6) nu se mișcă atunci când întrerupătorul este comutat din poziția deschis în poziția închis. Cu toate acestea, se mișcă atunci când întrerupătorul este declanșat. A Se Vedea Figura 7.
Figura 7. Un mecanism de Operare MCCB modern, cu cadru mare, etichetat diagrama
îmbătrânirea și testarea întrerupătorului de Circuit
un studiu a fost realizat de Comisia de Reglementare Nucleară (NRC) din NUREG/ CR-5762, Wyle 60101, evaluarea cuprinzătoare a îmbătrânirii întreruptoarelor și releelor, (scris în martie 1992) acoperă subiectul defecțiunilor MCCB-urilor care fuseseră în funcțiune de trei până la cinci ani fără întreținere.
în acest raport, au fost găsite diverse probleme cu cele 11 Întrerupătoare chestionate. Dintre cele 11 întrerupătoare de circuit, 5 au avut defecte de întârziere îndelungată, iar 4 au avut probleme de declanșare instantanee.
unele întrerupătoare de circuit au avut defecțiuni cu poli multipli, iar unele au avut probleme de întârziere instantanee și de lungă durată. Deși sondajul a fost limitat în număr, este tipic problemelor observate pe teren în timpul testării.
NRC a recomandat testarea prin injecție primară a întreruptoarelor la fiecare trei ani și, dacă acestea nu au putut fi testate, acționarea mecanismului „Push-to-Test” sau „Twist-to-Test” în fiecare an. Dacă un întrerupător de circuit nu are astfel de caracteristici de testare, NRC a recomandat operarea comutatorului (mânerului) de mai multe ori rapid de două ori pe an pentru a ajuta la menținerea funcționalității.
conexiuni terminale MCCB
instalarea în siguranță a MCCB-urilor și a întrerupătorului cu carcasă izolată (ICCBs) depinde de terminațiile corespunzătoare. Dacă terminațiile nu sunt finalizate corect, acestea pot declanșa incendii și pot deteriora echipamentele. Multe Iccb-uri mari sunt fie înșurubate direct în autobuz, fie au o construcție de extragere. A Se Vedea Figura 8. Problemele cu aceste tipuri de conexiuni sunt destul de rare.
MCCB-urile sunt adesea conectate folosind cablu sau fir cu conductor catenar, ceea ce poate provoca probleme, deoarece au tendința de a se slăbi în timp din cauza ciclului termic. Cu conexiunile terminale ale întreruptoarelor industriale Termo-magnetice trifazate standard, conductoarele sunt montate în urechile terminale și sunt torsionate conform specificațiilor. Borna poate fi utilizată numai pentru o gamă specificată de dimensiuni și tipuri de sârmă. Dacă conductorul este prea mic, acesta nu va avea suprafața din lug pentru a transporta cantitatea așteptată de curent.
figura 8. Diagrama de terminare ICCB
când un conductor mic este conectat la un dop de borne care ar trebui utilizat pentru un conductor mult mai mare, există doar contact punct-la-punct între conductor și borna de borne. Acest tip de conexiune provoacă supraîncălzirea la conexiune și, dacă nu este corectată, va determina recoacerea conductorului. A Se Vedea Figura 9.
Figura 9. Borna întrerupătorului de circuit
când un conductor devine recoaptă, acesta nu transportă cantitatea adecvată de curent din cauza impedanței crescute. Impedanța crescută determină o încălzire suplimentară, ceea ce face ca conductorul să aibă o impedanță ridicată. Adesea, izolația din jurul unui conductor recoaptă devine complet arsă din cauza căldurii generate. Un conductor recoacere trebuie să fie înlocuit sau porțiunea recoacere trebuie să fie tăiat și o nouă bucată de conductor trebuie să fie îmbinate în.
cealaltă problemă referitoare la urechile terminalelor este torquing necorespunzătoare. Dacă cablul se slăbește în interiorul dopului terminalului, conexiunea se va încălzi din cauza impedanței crescute. Această încălzire suplimentară poate provoca, de asemenea, recoacerea conductorului. Adesea, atunci când șurubul de fixare a terminalului se slăbește, arcul are loc în interiorul filetelor șurubului setat. De obicei, acest lucru nu poate fi văzut din exterior, astfel încât tehnicianul poate strânge din nou șurubul de fixare și poate crede că problema este rezolvată. Cu toate acestea, arcul din interiorul firelor împiedică de obicei șurubul de fixare să se strângă mai departe decât locul în care a avut loc arcul. Indiferent de cât de multă forță este aplicată șurubului de fixare, acesta nu este niciodată strâns complet împotriva conductorului, iar supraîncălzirea continuă. A Se Vedea Figura 10.
Figura 10. MCCB torquing necorespunzătoare