Gaisa ķēdes pārtraucēji (ACB) ir būtiskas elektriskās drošības ierīces, ko izmanto augstsprieguma enerģijas sadales sistēmās, lai aizsargātu elektriskās ķēdes no bojājumiem. Atšķirībā no to mazajiem analogiem, kas atrodami dzīvojamās ēkās, šīs izturīgās ierīces ir paredzētas rūpnieciskiem lietojumiem un lielām komerciālām ēkām, kur ir nepieciešama lielāka nominālā strāva. Šajā visaptverošajā rokasgrāmatā ir izskaidrots, kas ir gaisa ķēdes pārtraucēji, kā tie darbojas, kādas ir to galvenās sastāvdaļas un kāpēc tie ir ļoti svarīgi elektrodrošībai augstsprieguma vidēs.
Kas ir gaisa ķēdes pārtraucējs?
Gaisa ķēdes pārtraucējs ir elektriskās aizsardzības ierīce, kas paredzēta, lai pārtrauktu elektriskās strāvas plūsmu pārslodzes vai īssavienojuma apstākļos. Kā liecina nosaukums, šie automātiskie slēdži izmanto gaisu atmosfēras spiedienā kā izolācijas vidi, lai nodzēstu elektriskā loka, kas veidojas, kad elektriskie kontakti atdalās.
ACB parasti izmanto zemsprieguma un vidējā sprieguma lietojumos (parasti līdz 15 kV), un tie var darboties ar strāvu no 630 A līdz 6300 A. Tāpēc tie ir ideāli piemēroti galvenajiem sadales paneļiem rūpniecības objektos, komerciālās ēkās un elektroenerģijas ražošanas iekārtās.
Gaisa slēdžu galvenās funkcijas
- Augsta strāvas pārtraukšanas spēja: Var droši pārtraukt bojājuma strāvu līdz 150 kA
- Redzamā kontakta pozīcija: Ļauj apkopes personālam vizuāli pārbaudīt atvērtu vai aizvērtu stāvokli.
- Regulējami brauciena iestatījumi: Var kalibrēt īpašām aizsardzības prasībām
- Modulāra konstrukcija: Var pievienot piederumus un papildu aizsardzības funkcijas
- Ilgs mehāniskais un elektriskais kalpošanas laiks: Paredzēts tūkstošiem operāciju bez apkopes
Gaisa ķēdes pārtraucēja galvenās sastāvdaļas
Izpratne par ACB sastāvdaļām palīdz izskaidrot, kā šīs sarežģītās ierīces darbojas:
1. Galvenie kontakti
Galvenie kontakti pārvada parasto strāvu slēgtā stāvoklī. Tie parasti ir izgatavoti no vara ar sudraba pārklājumu:
- Samazināt kontaktu pretestību
- Samazināt sildīšanu
- Oksidācijas novēršana
- Pagarināt ekspluatācijas laiku
2. Loka kontakti
Kad ķēdes pārtraucējs atveras, loka kontakti atdalās aiz galvenajiem kontaktiem, uzņemoties galveno elektriskā loka triecienu. Šī konstrukcija aizsargā galvenos kontaktus no bojājumiem un pagarina slēdža kalpošanas laiku.
3. Loka izpletņi
Loka izvados ir vairākas paralēli izvietotas metāla plāksnes, kas:
- Elektriskā loka sadalīšana mazākos segmentos
- Palielināt loka pretestību
- Paātrināt loka dzesēšanu un izzušanu
- Novērst loka nokļūšanu citās slēdža daļās.
4. Darbības mehānisms
Darbības mehānisms nodrošina mehānisko spēku, kas nepieciešams, lai:
- Aizver pārtraucēju pret kontaktatsperes spiedienu
- Enerģijas uzkrāšana izslēgšanas darbībai
- ātri atbrīvo uzkrāto enerģiju, kad tā nepieciešama, lai veiktu braucienu
- Slēgtā stāvoklī nodrošina nepieciešamo kontaktspiedienu
5. Ceļojuma vienība
Mūsdienu ACB izmanto elektroniskos izslēgšanas blokus, kas uzrauga strāvas plūsmu un var noteikt:
- Pārslodzes apstākļi
- Īssavienojuma bojājumi
- Zemes bojājumi
- Fāžu nelīdzsvarotība
Šīm inteliģentajām vienībām var programmēt dažādas laika un strāvas līknes, lai tās saskaņotu ar citām sistēmas aizsargierīcēm.
Kā darbojas gaisa ķēdes pārtraucēji
Gaisa ķēdes pārtraucēja darbību var iedalīt vairākos galvenajos posmos:
Normāla darbība
Normālas darbības laikā galvenie kontakti paliek aizvērti, ļaujot strāvai plūst pa ķēdi. Elektroniskais izslēgšanas bloks nepārtraukti uzrauga strāvas līmeni.
Kļūdu noteikšana
Ja rodas bojājums (piemēram, pārslodze vai īssavienojums), izslēgšanās ierīce konstatē neparastu strāvu un nosūta signālu izslēgšanās mehānismam.
Kontaktu atdalīšana
Izslēgšanās mehānisms atbrīvo uzkrāto enerģiju, izraisot:
- Galvenie kontakti, kas jānodala vispirms
- Loka kontakti atdalās nedaudz vēlāk
- Starp atdalīšanas kontaktiem veidojas elektriskais loks.
Loka izmiršana
Kontakta atdalīšanas laikā izveidojušos loku nodzēš, izmantojot vairākus mehānismus:
- Elektromagnētiskie spēki loka loks tiek ievilkts augšup loka izvados.
- Metāla plāksnes loka izvados sadala loku mazākos segmentos.
- Palielinātais loka garums un dalījums segmentos palielina loka pretestību.
- Loks tiek atdzesēts no apkārtējā gaisa un metāla plāksnēm.
- Kad loka spriegums pārsniedz sistēmas spriegumu, loks tiek nodzēsts.
Mehāniskā bloķēšana
Pēc izslēgšanās ķēdes pārtraucējs paliek atvērtā stāvoklī, līdz tas tiek manuāli vai elektriski atiestatīts, novēršot automātisku atkārtotu izslēgšanos, kamēr vēl var pastāvēt bojājums.
Gaisa ķēdes pārtraucēju veidi
ACB klasificē, pamatojoties uz loka slāpēšanas metodēm:
1. Vienkāršais pārtraukums ACB
Tie ir piemēroti zemas strāvas lietojumiem, un to pamatā ir dabiska gaisa dzesēšana un kontaktu atdalīšana, lai pārtrauktu loku. Vienkāršība un rentabilitāte padara tās ideāli piemērotas nelielām sistēmām.
2. Magnētiskais izspiediens ACB
Elektromagnētiskie lauki, ko rada spoles, izstiepj loku loka žāvētājos, tādējādi uzlabojot dzesēšanu. Tie ir izplatīti vidējā sprieguma sistēmās.
3. Gaisa izpletnis ACB
Ietver vairākus loka izvadus, lai sadalītu loku paralēlos ceļos, tādējādi ievērojami uzlabojot pārrāvuma jaudu lielas strāvas bojājumu gadījumā.
Pamatojoties uz darbības metodi
- Manuāli darbināms: Nepieciešams fizisks spēks, ko pielieto ar roktura vai sviras palīdzību.
- Ar motoru darbināms: Izmantojiet elektromotoru, lai uzlādētu atsperu mehānismu
- Solenoīda piedziņa: Elektromagnētiskā spēka izmantošana tiešai kontaktu darbināšanai
Gaisa slēdžu priekšrocības
Gaisa slēdžiem ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem slēdžu veidiem:
- Redzamība: Darbību un kontakta pozīciju var viegli pārbaudīt.
- Uzturēšana: Salīdzinoši vienkārša apkope salīdzinājumā ar eļļas slēdžiem.
- Ietekme uz vidi: Nav eļļas vai SF6 gāzes, tāpēc tie ir videi draudzīgāki.
- Uzticamība: Pārbaudīta tehnoloģija ar gadu desmitiem ilgu lauka pieredzi
- Pielāgojamība: Var aprīkot ar dažādiem piederumiem un aizsardzības funkcijām
- Rentabilitāte: Zemākas uzturēšanas izmaksas visā ierīces ekspluatācijas laikā.
Gaisa ķēdes pārtraucēju lietojumi
Gaisa slēdžus parasti izmanto:
- Rūpnieciskās iekārtas: Galveno enerģijas sadales sistēmu aizsardzība
- Komerciālās ēkas: Kā galvenie slēdži zemsprieguma sadales iekārtās
- Elektrostacijas: Ģeneratoru aizsardzībai un palīgdzinēju sistēmām
- Jūras lietojumprogrammas: Uz kuģiem, kur eļļas slēdži varētu radīt ugunsbīstamību.
- Derīgo izrakteņu ieguves darbības: Kur drošība un uzticamība ir vissvarīgākie
Gaisa ķēdes pārtraucēju apkope un testēšana
Regulāra apkope ir būtiska, lai nodrošinātu drošu gaisa slēdžu darbību:
Vizuālā pārbaude
- Pārbaudiet, vai nav pārkaršanas vai bojājumu pazīmju
- Pārbaudiet loka izvadus, vai tie nav bojāti vai piesārņoti.
- Pārbaudiet kontaktu pareizu izlīdzināšanu
- Pārbaudiet savienojumu hermētiskumu
Mehāniskā testēšana
- Pārbaudiet, vai uzlādes mehānisms darbojas vienmērīgi
- Testa rokasgrāmata un elektriskā darbība
- Pārbaudiet kontaktu kustību un laiku
- Kontaktu pretestības mērīšana
Elektriskā testēšana
- Veikt izolācijas pretestības testus
- Pārbaudiet izslēgšanas ierīces iestatījumus un darbību
- Veikt primārās iesmidzināšanas testēšanu, lai apstiprinātu izslēgšanas iestatījumus.
- Sekundārā iesmidzināšanas testēšana elektroniskajiem izslēgšanas mehānismiem
Mūsdienu sasniegumi gaisa ķēdes pārtraucēju tehnoloģijā
Nesenā tehnoloģiju attīstība ir uzlabojusi gaisa slēdžus ar:
- Digitālās ceļojuma vienības: Ar sakaru iespējām attālinātai uzraudzībai
- Zonu selektīvā bloķēšana: Lai uzlabotu koordināciju starp slēdžiem
- Enerģijas monitorings: Analizēt enerģijas patēriņu un kvalitāti
- Prognozējamā apkope: Datu analīzes izmantošana iespējamo kļūdu prognozēšanai
- Integrācija ar ēku vadības sistēmām: Visaptverošai objekta kontrolei
Pareizā gaisa ķēdes pārtraucēja izvēle
Izvēloties gaisa ķēdes pārtraucēju savam lietojumam, ņemiet vērā:
- Pašreizējais vērtējums: Jāpārsniedz maksimālā paredzamā normālā strāva
- Izjaukšanas jauda: Jāpārsniedz maksimālā iespējamā bojājuma strāva
- Spriegums: Jābūt saderīgam ar sistēmas spriegumu
- Stabu skaits: Viena, divu, trīs vai četru polu konfigurācijas
- Ceļojuma vienības funkcijas: Pamata pārslodzes vai uzlabotas aizsardzības funkcijas
- Uzstādīšanas veids: Fiksēta vai izvelkama montāža
- Vadības spriegums: Mehāniski darbināmiem vai elektriski vadāmiem slēdžiem
- Papildu kontakti: Stāvokļa indikācijai un vadības integrācijai
Secinājums
Gaisa slēdžiem ir būtiska nozīme elektroenerģijas sadales sistēmās, nodrošinot uzticamu aizsardzību pret pārslodzēm un īssavienojumiem. To izturīgā konstrukcija, redzamā darbība un elastīgums padara tos ideāli piemērotus lielas strāvas lietojumiem rūpnieciskos un komerciālos apstākļos.
Izpratne par to, kā darbojas gaisa slēdži, palīdz elektrotehnikas inženieriem un iekārtu vadītājiem pieņemt pamatotus lēmumus par sistēmas aizsardzības un apkopes prasībām. Attīstoties tehnoloģijām, šīs būtiskās drošības ierīces turpina attīstīties, piedāvājot uzlabotu aizsardzību, uzraudzības iespējas un integrāciju ar viedajām ēku sistēmām.
Neatkarīgi no tā, vai projektējat jaunu vai uzturot esošo elektrības sadales sistēmu, pareizi noteikti un uzturēti gaisa slēdži ir galvenais priekšnosacījums drošas un uzticamas darbības nodrošināšanai.
Bieži uzdotie jautājumi par gaisa ķēdes pārtraucējiem
Kāda ir galvenā atšķirība starp gaisa ķēdes pārtraucēju un slēgiekārtu ar veidņu korpusu?
Gaisa slēdži parasti ir lielāki, tiem ir lielākas nominālās strāvas vērtības, vairāk regulējamu iestatījumu un redzama kontaktu pozīcija. Lējuma korpusa slēdži ir iebūvēti lējuma korpusā, tiem ir zemāki nominālie lielumi, un tos biežāk izmanto mazākās sadales sistēmās.
Cik bieži jāveic gaisa slēdžu apkope?
Lielākā daļa ražotāju iesaka veikt ikgadējas vizuālās pārbaudes un darbības testēšanu ik pēc 1-2 gadiem, bet visaptverošu apkopi, tostarp kontaktspējas testēšanu, - ik pēc 3-5 gadiem atkarībā no vides un ekspluatācijas biežuma.
Vai gaisa slēdžus var izmantot ārpus telpām?
Jā, taču tiem parasti ir nepieciešami korpusi ar atbilstošu IP klasi, lai aizsargātu tos no tādiem vides faktoriem kā putekļi un mitrums.
Kas izraisa gaisa ķēdes slēdžu atslēgšanos?
Gaisa slēdži izslēdzas, reaģējot uz pārslodzes (pārslodzes vai īssavienojumiem), zemes bojājumiem, fāžu nelīdzsvarotību vai zemspriegumu, atkarībā no aprīkotajām aizsardzības funkcijām.
Kāds ir tipiskais gaisa ķēdes pārtraucēja kalpošanas laiks?
Ar pienācīgu apkopi gaisa slēdži var droši darboties 20-30 gadus, lai gan šajā laikā var būt nepieciešama elektronisko komponentu, piemēram, izslēgšanas ierīču, nomaiņa vai atjaunināšana.
