Commutateurs - but, types, appareil, principe de fonctionnement

Les interrupteurs à couteau sont les dispositifs de commande manuelle les plus simples utilisés dans les circuits à courant alternatif à des tensions allant jusqu'à 660 V et à courant continu à des tensions allant jusqu'à 440 V.

Les interrupteurs à couteau et les interrupteurs pour courants de 100 à 1000 A sont utilisés dans l'appareillage des installations électriques et sont utilisés pour la fermeture et l'ouverture non automatiques des circuits électriques.

En plus des commutateurs, les dispositifs de commutation manuels comprennent des packages interrupteurs et interrupteurs, clés universelles, contrôleurs. Ces appareils sont utilisés pour allumer et éteindre et les interrupteurs sont utilisés pour commuter les circuits électriques AC et DC à la charge nominale.

Capacité de chargement

Tous les interrupteurs et interrupteurs permettent un fonctionnement continu à une température ambiante ne dépassant pas 40

OS et chargez leur courant alternatif ou continu nominal.

Classification

Les clés et les interrupteurs à couteau sont classés selon les critères suivants :

1) par la valeur du courant nominal — 100 ; 200 ; 400 ; 600 ; 1000 A;

2) par le nombre de pôles - unipolaire, bipolaire, tripolaire :

3) de la présence de contacts de rupture - avec des contacts rompus, sans contacts de rupture.

Indépendamment de la présence de contacts de coupure, les mêmes disjoncteurs et interrupteurs conviennent au fonctionnement en courant continu et alternatif. Mais en raison des pires conditions d'extinction de l'arc de courant continu, les interrupteurs à couteau et les interrupteurs sans coupure de contacts dans les réseaux à courant continu ne sont utilisés que comme sectionneurs;

4) par méthode de commande — avec commande directe pour installation sur la face avant de l'appareillage, avec télécommande pour installation sur la face arrière de l'appareillage ;

5) par la méthode de connexion des fils - avec la connexion avant des fils, avec la connexion arrière des fils.

Selon le nombre de pôles, les disjoncteurs sont divisés en unipolaires, bipolaires et tripolaires, selon le type de courant de commande qu'ils proviennent de la poignée centrale et latérale, selon la méthode de connexion - de l'avant et de l'arrière de l'appareil.

Les clés et les interrupteurs à couteau sont fabriqués en versions unipolaires, bipolaires et tripolaires avec actionnement central ou à levier pour câblage avant ou arrière. Les interrupteurs à poignée centrale servent de sectionneur, c'est-à-dire qu'ils déconnectent les circuits électriques précédemment déconnectés, et avec les entraînements à poignée latérale et à levier, ils déconnectent les circuits sous charge.

Le principe de fonctionnement du disjoncteur

Un interrupteur (commutateur) est un appareil électrique à commande manuelle conçu pour commuter des circuits électriques.

Actuellement, les interrupteurs à couteau et les interrupteurs à prise les plus courants pour des courants de 100 A et plus sont réalisés selon le principe du contact linéaire d'un contact mobile (couteau) avec un rail de contact fixe. Le contact linéaire offre une faible résistance de contact, la coupure de courants importants et une fiabilité de fonctionnement.

En figue. 1 montre le principe du contact linéaire. Le pôle de contact fixe 1 est dans le prolongement du couteau de contact mobile 2, constitué de deux bandes à protubérances cylindriques 3, qui assurent le contact avec le pôle le long de la ligne. Les extrémités des bandes de couteaux sont recouvertes d'un ressort plat 4.

Riz. 1. Contact de ligne

Une vue générale d'un interrupteur bipolaire est illustrée à la fig. 2.

Riz. 2. Interrupteur bipolaire

Chaque pôle du disjoncteur est constitué d'un rail de contact 1 à deux mâchoires, entre lesquelles se trouve une lame de contact 2, tournant sur un axe 3, fixée dans les mâchoires inférieures 4. Les lames de contact sont solidaires d'une traverse isolante 5, sur lequel est fixée une poignée isolée 6.

Processus qui se produisent lorsque le disjoncteur s'ouvre

L'ouverture du circuit avec un interrupteur provoque une variation de courant, formant un champ électrique entre les contacts fixes et mobiles. L'intensité de ce champ est proportionnelle à la tension de ligne et inversement proportionnelle à la distance entre les contacts.

Au premier instant où l'interrupteur est ouvert, lorsque la distance entre les contacts est faible, l'intensité du champ électrique peut atteindre une valeur de l'ordre de plusieurs milliers voire dizaines de milliers de volts par centimètre, ce qui provoque naturellement l'ionisation d'un trou d'air.

Riz. 3. Forces agissant sur l'arc lorsque le disjoncteur est déclenché

Avec un degré d'ionisation suffisant, une rupture de l'entrefer se produira et un arc électrique se forme… Avec le courant continu, le temps de l'arc qu'avec le courant alternatif, il existera donc plus longtemps, car dans ce dernier cas, lorsque le courant passe par une valeur nulle à chaque demi-cycle, l'arc s'éteint dans un période de temps très courte.

De plus, il a été constaté que l'arc s'éteint d'autant plus rapidement que le courant de coupure est élevé et que les lames du disjoncteur sont courtes. Physiquement, cela s'explique par le fait qu'aux courants importants qu'il faut couper, les forces d'interaction entre le courant circulant dans les parties conductrices de courant de l'interrupteur et le champ magnétique de l'arc accélèrent son mouvement dans l'air et sa déionisation .

L'arc subira une force de traction plus grande, plus les lames du couteau sont courtes, car dans ce cas, la force du champ magnétique agissant sur l'arc augmente.

Lorsque des courants de 75 A ou moins sont coupés, les forces agissant sur l'arc sont négligeables et, par conséquent, l'extension d'arc la plus rapide possible est primordiale. Ces courants (75 A et moins) sont interrompus par des interrupteurs (interrupteurs) pour 100 - 400 A, donc ces derniers, en plus des couteaux principaux, ont également une coupure (couteaux de couple) qui fournissent une vitesse suffisante pour éteindre l'interrupteur , quelle que soit la vitesse de la main de l'opérateur, et protection des contacts principaux contre l'action destructrice de l'arc.

Les couteaux dynamométriques sont de conception légère, car ils sont chargés pendant une courte période - uniquement pendant le processus d'arrêt. Les interrupteurs à couteau et les interrupteurs pour courants de 600 A et plus sont fabriqués sans couteau de couple.

Déchiffrer les désignations des interrupteurs à couteau

Désignations des lettres des disjoncteurs : P - interrupteur ; P — interrupteur ; la deuxième lettre — P — la connexion avant des fils; B — avec une poignée latérale ; Ts — avec connexion centrale. Les chiffres indiquent : le premier (1, 2 et 3) est le nombre de pôles, le second est le courant nominal (1 — 100 A, 2 — 250 A, 4 — 400 A et 6 — 600 A).

Les clés à couteau, à poignée latérale et à levier sont fabriquées avec et sans chutes d'arc. Les clés à couteau à poignée centrale sont fabriquées sans chambres à arc avec contacts pare-étincelles. L'étanchéité des surfaces de contact du couteau et des mâchoires est assurée grâce aux propriétés élastiques du matériau des mâchoires (pour les interrupteurs jusqu'à 100 A) et grâce aux ressorts en acier (pour les interrupteurs supérieurs à 200 A).

Pour protéger les lames de la fusion de l'arc lors du déclenchement, des disjoncteurs à courant élevé avec des contacts d'extinction d'étincelles ou d'arc sont utilisés. Les contacts anti-étincelles dont sont équipés les couteaux, lorsqu'ils sont éteints, s'éloignent des mâchoires sous l'action de leurs ressorts, quelle que soit la vitesse de la poignée et l'actionnement de l'interrupteur.

Les contacts d'arc des disjoncteurs sont situés à l'extérieur ou à l'intérieur des chambres d'arc. Ils servent à assurer une extinction rapide de l'arc électrique et à empêcher son transfert vers des structures de distribution adjacentes conductrices ou mises à la terre.Les interrupteurs à clé ont la même conception que les interrupteurs et sont utilisés pour commuter les circuits électriques.

Dans certaines conceptions, les disjoncteurs sont combinés avec des fusibles ou les fusibles sont utilisés comme couteaux. Une telle conception, qui permet de réaliser des fonctions de commutation et de protection, est appelée fusible (FBB).

Pour la sécurité du personnel opérateur, les interrupteurs sont enfermés dans un boîtier de protection métallique

Disjoncteurs-sectionneurs BP

Les disjoncteurs (interrupteurs à couteau) VR32-31, VR32-35, VR32-37, VR32-39 sont conçus pour activer, commuter et déconnecter le courant alternatif avec une tension nominale jusqu'à 660 V, une fréquence nominale de 50 et 60 Hz et un courant continu avec une tension nominale jusqu'à 440V dans les dispositifs de distribution d'énergie électrique.

Interrupteur tripolaire unidirectionnel BP-32 avec poignée latérale

Disjoncteur tripolaire bidirectionnel à poignée latérale BP-32

Classement des interrupteurs-sectionneurs BP :

Selon le degré de protection de la poignée : IP00, IP32.

Par la présence de contacts auxiliaires : sans contacts auxiliaires ; avec contacts auxiliaires.

Par type de manche entraînement manuel: sans poignée; poignée latérale; poignée décalée avant; poignée latérale décalée.

Selon l'emplacement du plan de connexion des pinces externes des fils de contact : 1 - parallèle au plan d'installation ; 2 — perpendiculaire au plan de montage ; 3 — combiné : entrée parallèle, sortie perpendiculaire au plan de montage ; 4 — combiné : entrée perpendiculaire, sortie parallèle au plan de montage.

Par nombre de pôles et nombre de directions : interrupteur-sectionneur unipolaire, un panneau de signalisation ; interrupteur-sectionneur bipolaire pour une direction ; interrupteur-sectionneur unidirectionnel tripolaire ; interrupteur-sectionneur unipolaire pour deux directions ; interrupteur-sectionneur bipolaire pour deux directions ; interrupteur-sectionneur tripolaire pour deux directions.

Principales caractéristiques techniques des disjoncteurs VR-32 :

tension assignée d'emploi pour le circuit principal :

courant alternatif:

380, 660 V.

courant continu:

220, 440V

courant thermique conventionnel à l'air libre (Jth)

100, 250, 400 et 630 A

courant de gaine thermique classique (Jth)

80, 200, 315 et 500 A.

Fréquence nominale CA

50 et 60Hz

Durabilité mécanique

pour courants 100 et 250 A :

25000 cycles "VO"

pour courants 400 et 630 A :

16000 cycles "IN"

Puissance consommée par l'appareil par pôle

BP32-31

3 watts

BP32-35

15 watts

BP32-37

35 watts

BP32-39

60 watts

Blocs fusibles - disjoncteur

Afin de réduire les dimensions globales de l'appareillage, des blocs de fusibles (BPV) sont produits, qui assurent la déconnexion des courants nominaux et la protection des circuits contre les surcharges de courant et les courts-circuits. Dans BVP, lorsque la poignée est tournée, la traverse avec le fusible placé dessus se déplace et les contacts de l'appareil s'ouvrent.

La présence de deux coupures par pôle assure la déconnexion des courants nominaux jusqu'à 350 A avec U alternatif jusqu'à 550 V. Pour déconnecter un courant continu nominal de 350 A à U jusqu'à 440 V, les coupures sont alimentées par des réseaux d'arc.

L'extraction d'une cartouche avec un insert brûlé n'est possible qu'en position d'arrêt du BPV après avoir relâché un loquet spécial. Durabilité électrique de l'appareil 2500, mécanique 500 cycles.

Informations d'installation

Les interrupteurs en charge doivent être installés en position verticale. Les barres omnibus et les fils doivent être connectés aux contacts fixes de l'interrupteur, c'est-à-dire que lorsque l'interrupteur est éteint, ses lames mobiles ne sont pas alimentées.

Les jeux de barres et les fils connectés aux disjoncteurs doivent avoir une section correspondant au courant nominal du disjoncteur et être renforcés de manière à ce que les charges mécaniques qui en découlent ne soient pas transmises aux bornes.Les jeux de barres et les fils doivent être fermement serrés dans les bornes des disjoncteurs pour assurer un contact fiable et éviter l'échauffement de ces derniers.

Lors de la connexion des barres omnibus et des fils, les écrous de contact des interrupteurs et des interrupteurs à lame doivent être serrés en douceur sans tirer. Dans ce cas, après le premier serrage, l'écrou doit être desserré puis resserré doucement jusqu'à la rupture.

Les écrous doivent être vissés sans coincement ; il est recommandé de lubrifier leurs filetages avec de la vaseline technique.

La surface des lames de contact des interrupteurs à lame doit être lubrifiée avec une petite couche d'huile de ricin pour éviter qu'elles ne collent dans les grilles de contact. Lors du nettoyage, la graisse épaissie des interrupteurs à couteau et des interrupteurs est éliminée avec de l'essence propre.

Les parties métalliques non conductrices des interrupteurs à levier montés sur la face avant du blindage doivent être mises à la terre.