Jaka jest funkcja kierunkowskazów?

I. Podstawowa definicja wyłącznika obciążenia (LBS)

A wyłącznik obciążenia(LBS) to elektryczny element sterujący posiadający podwójną funkcję „przełączania obciążenia” i „izolowania usterek”. Służy przede wszystkim do bezpiecznego odłączania obwodów pod prądem obciążenia, a jednocześnie do szybkiego izolowania punktów zwarciowych w przypadku przeciążeń, zwarć lub innych usterek, chroniąc sprzęt i personel. Jego podstawową cechą jest integracja funkcji „sterowania włączaniem/wyłączaniem” i „ochrony przed awarią”, umożliwiając zarówno rutynową pracę, jak i awaryjne odłączanie obwodów obciążenia bez potrzeby stosowania dodatkowego wyłącznika automatycznego. Jest szeroko stosowany w systemach dystrybucji energii niskiego napięcia, sprzęcie przemysłowym i systemach elektrycznych budynków.

II. Struktura rdzenia wyłącznika obciążenia

Struktura Awyłącznik obciążeniadodaje do podstawowego przełącznika mechanizmy gaszenia łuku i zabezpieczenia. Komponenty współpracują ze sobą, aby osiągnąć „pracę pod obciążeniem” i „ochronę przed awarią”:

Mechanizm operacyjny: Dostępny w wersji ręcznej (pokrętło, uchwyt) i elektrycznej, napędza działanie stykowe poprzez przekładnię mechaniczną. Posiada pozycje „otwarte”, „zamknięte” i „testowe”. Niektóre modele posiadają funkcję magazynowania energii, zapewniającą szybkie przełączanie styków.

System styków: Składa się ze styków głównych i styków pomocniczych. Główne styki są wykonane z odpornych na łuk elektryczny materiałów stopowych o wysokiej przewodności (takich jak stop srebra i wolframu), które przenoszą i przerywają prąd obciążenia obwodu głównego; styki pomocnicze służą do transmisji sygnałów w obwodzie sterującym (takich jak sygnalizacja stanu i sterowanie blokujące).

System gaszenia łuku: Rdzeń konstrukcji pomocniczej służący do gaszenia łuku powstającego w przypadku zerwania styków (im większy prąd obciążenia, tym silniejszy łuk). Typowe formy obejmują siatki do gaszenia łuku, okapy do gaszenia łuku i urządzenia do przedmuchu magnetycznego, które przyspieszają gaszenie łuku i zapobiegają erozji kontaktowej poprzez dzielenie łuku, chłodzenie łuku lub wytwarzanie pola magnetycznego w celu wydłużenia łuku.

Mechanizm zabezpieczający: Podzielony na moduły zabezpieczające przed przeciążeniem i zabezpieczeniem przed zwarciem (niektóre modele integrują oba):

Zabezpieczenie przed przeciążeniem: Składa się z paska bimetalicznego. W przypadku przeciążenia pasek bimetaliczny odkształca się pod wpływem ciepła, co powoduje wyzwolenie mechanizmu i rozłączenie obwodu;

Zabezpieczenie zwarciowe: Składa się z wyzwalacza elektromagnetycznego. Podczas zwarcia natychmiast generowany jest silny prąd, a siła elektromagnetyczna powoduje szybkie zadziałanie wyzwalacza (czas reakcji jest zwykle rzędu milisekund).

Urządzenia pozycjonujące i blokujące: Urządzenie pozycjonujące zapewnia jasne położenie i pozwala uniknąć nieprawidłowego działania; urządzenie blokujące (takie jak blokada mechaniczna i blokada elektryczna) można połączyć z drzwiami szafy i innym wyposażeniem, aby zapobiec działaniu pod napięciem lub przypadkowemu zamknięciu.

Obudowa i listwy zaciskowe: Obudowa wykonana jest z ognioodpornych materiałów izolacyjnych (takich jak wzmocniony nylon i ceramika), zapewniających ochronę przed porażeniem prądem elektrycznym i łukiem elektrycznym; listwy zaciskowe mają duży przekrój poprzeczny, aby sprostać wysokim wymaganiom w zakresie przenoszenia prądu.

III. Podstawowa zasada działania wyłącznika obciążenia

Istotą działania wyłącznika obciążenia jest „sterowanie włączaniem/wyłączaniem obciążenia + automatyczna izolacja usterek”, podzielone konkretnie na dwa scenariusze: działanie konwencjonalne i ochrona przed awariami.

(I) Konwencjonalna zasada włączania/wyłączania przenoszenia obciążenia

Operacja zamykania: Mechanizm napędowy jest napędzany ręcznie lub elektrycznie, a styki główne zamykają się szybko dzięki mechanicznej przekładni, podczas gdy styki pomocnicze przełączają się synchronicznie (np. wskaźnik stanu włączenia/wyłączenia). Po zamknięciu styków głównych obwód jest podłączony, obciążenie działa normalnie, a urządzenie pozycjonujące blokuje pozycję zamknięcia.

Operacja otwierania: Mechanizm operacyjny powoduje rozłączenie głównych styków, w którym to momencie prąd obciążenia generuje łuk przez szczelinę stykową. System gaszenia łuku interweniuje natychmiast, dzieląc łuk przez siatkę gaszącą łuk i wydłużając go za pomocą dmuchawy magnetycznej, umożliwiając łukowi szybkie ochłodzenie i wygaszenie, zapobiegając erozji stykowej lub wyładowaniu łukowemu i pożarowi. Ostatecznie główne styki całkowicie się rozdzielają, odcinając obwód.

(II) Zasada działania zabezpieczenia przed awarią

Gdy w obwodzie wystąpi przeciążenie lub zwarcie, mechanizm zabezpieczający automatycznie wyzwala wyłączenie:

Zabezpieczenie przed przeciążeniem: Gdy prąd obwodu stale przekracza wartość znamionową (np. utknięcie silnika, nadmierne obciążenie), pasek bimetaliczny stopniowo odkształca się z powodu efektu termicznego prądu. Kiedy odkształcenie osiągnie próg, uruchamia mechanizm wyzwalający, szybko rozłączając główne styki i odcinając obwód przeciążeniowy. Po usunięciu usterki pasek bimetaliczny ochładza się i resetuje, umożliwiając ręczne ponowne zamknięcie w celu przywrócenia działania.

Zabezpieczenie przed zwarciem: W przypadku zwarcia natychmiast generowany jest prąd zwarciowy o wartości dziesięciokrotności wartości znamionowej. Wyzwalacz elektromagnetyczny natychmiast włącza się pod wpływem silnego pola magnetycznego, powodując szybkie zadziałanie mechanizmu wyzwalającego (bez konieczności opóźnienia). Styki główne rozłączają się, a system gaszenia łuku gasi łuk zwarciowy, zapobiegając eskalacji zwarcia.

IV. Klasyfikacja i typowe zastosowania wyłączników obciążenia

(I) Wspólne klasyfikacje

Według funkcji ochrony:

* Tylko przerywanie obwodu: brak zabezpieczenia przed przeciążeniem/zwarciem; używany wyłącznie do przełączania obciążenia i izolowania usterek; wymaga bezpieczników.

* Zabezpieczenie przed przeciążeniem: Zintegrowane zabezpieczenie przed przeciążeniem; nadaje się do scenariuszy z dużymi wahaniami obciążenia (np. pompy, wentylatory).

* Kompleksowa ochrona: zintegrowane zabezpieczenie przed przeciążeniem i zwarciem; nie są wymagane żadne dodatkowe elementy zabezpieczające; nadaje się do samodzielnego sterowania urządzeniami (np. obrabiarkami, wyłącznikami głównymi w skrzynkach rozdzielczych).

Według metody działania:

* Ręczny wyłącznik obciążenia: obsługiwany za pomocą uchwytu/pokrętła; prosta konstrukcja, niski koszt; nadaje się do małych urządzeń lub scenariuszy sterowania ręcznego.

* Wyłącznik obciążenia elektrycznego: napędzany silnikiem; można zdalnie sterować; nadaje się do dużych urządzeń, zautomatyzowanych linii produkcyjnych lub scenariuszy bez nadzoru.

(II) Typowe scenariusze zastosowań

Systemy dystrybucji energii niskiego napięcia: Jako wyłącznik główny obwodów odgałęzionych, umożliwiający włączanie/wyłączanie i izolację uszkodzeń obwodów obciążenia (np. dystrybucja zasilania na piętrach w budynkach biurowych i fabrykach);

Sterowanie urządzeniami przemysłowymi: Jako główny wyłącznik urządzeń zasilających, takich jak silniki, pompy i sprężarki, zapewniający także kontrolę rozruchu i zabezpieczenie przed przeciążeniem/zwarciem (np. główne wyłączniki zasilania obrabiarek, przełączniki sterowania wentylatorami);

Instalacje elektryczne budynków: Stosowane do sterowania mocą systemów klimatyzacji, obwodów oświetleniowych i sprzętu przeciwpożarowego, zapewniając przełączanie obciążenia i awaryjne odłączanie;

Nowe pola energetyczne: stosowane jako przełączniki boczne DC/AC w falownikach fotowoltaicznych i urządzeniach do magazynowania energii, zapewniające funkcje przełączania obciążenia i ochrony przed awariami.

(V)Podstawowe cechy zasady działania

*Nośność przełączania: Styki główne i system gaszenia łuku zostały zaprojektowane tak, aby wytrzymać przełączający wpływ prądu obciążenia, umożliwiając pracę bez uprzedniego odłączania obciążenia, w przeciwieństwie do zwykłych przełączników zasilania (które mogą przełączać się tylko w warunkach bez obciążenia lub przy niewielkim obciążeniu).

*Zintegrowane funkcje zabezpieczające: Zabezpieczenie przed przeciążeniem i zwarciem można uzyskać bez dodatkowych funkcjiwyłączniki automatycznelub bezpieczniki, co upraszcza projektowanie obwodów.

*Szybka skuteczność gaszenia łuku: System gaszenia łuku zapewnia szybkie wygaszenie łuku po odłączeniu, unikając ryzyka porażenia prądem i pożaru oraz dostosowując się do trudnych warunków pracy.

*Bezpieczeństwo blokady: Konstrukcja blokady mechanicznej/elektrycznej zapobiega nieprawidłowemu działaniu, zapewniając bezpieczeństwo sprzętu i personelu oraz zgodność z przepisami bezpieczeństwa elektrycznego.

*Wysoka niezawodność: solidna konstrukcja mechaniczna i precyzyjna reakcja mechanizmu zabezpieczającego, odpowiednia do scenariuszy częstej lub długotrwałej pracy.