Dobranie właściwego wyłącznika mocy, o odpowiednim poziomie obsługiwanego prądu znamionowego, jest kluczowym elementem prawidłowego zabezpieczenia instalacji elektrycznych i podłączonych do nich urządzeń przed skutkami zwarć lub przeciążeń. W profesjonalnych zastosowaniach przemysłowych, ochronie maszyn i silników elektrycznych, rozdzielni, transformatorów oraz wielu innych urządzeń doskonale sprawdzają się zaawansowane technologicznie wyłączniki kompaktowe i wyłączniki powietrzne ABB serii Tmax XT oraz Emax. Wybór odpowiedniego typu wyłącznika zależy od specyfiki aplikacji, napięcia i prądu znamionowego wszystkich podłączonych urządzeń, rodzaju zabezpieczanych obwodów, wymaganych parametrów elektrycznych oraz oczekiwanego poziomu ochrony i automatyzacji.
Jak działa wyłącznik mocy?
Podstawowe zadania, które spełniają wyłączniki mocy (zarówno wyłączniki kompaktowe, jak i wyłączniki powietrzne) obejmują przede wszystkim: wyłączanie przeciążeń według nastawionej charakterystyki, wyłączanie zwarć w jak najkrótszym czasie według nastawionej charakterystyki magnetycznej, ograniczenie amplitudy spodziewanego prądu zwarciowego oraz ograniczenie energii prądu zwarcia (tzw. cieplnej całki Joule’a).
Funkcje te realizowane są poprzez elementy przełącznika zwane wyzwalaczami - odpowiedzialne za otwarcie obwodu w razie długotrwałego przekroczenia ustalonych wartości prądu znamionowego:
• Wyzwalacz termiczny - reagujący na występującą przy przeciążeniach sieci podwyższoną temperaturę. Ma on formę bimetalicznego paska, który wygina się pod wpływem ciepła i w ten sposób rozłącza obwód przy przeciążeniu.
• Wyzwalacz magnetyczny – reagujący na zwarcia. Cewka elektromagnetyczna generuje pole magnetyczne przy występujących prądach zwarciowych, powodując natychmiastowe otwarcie styków wyłącznika.
• Wyzwalacz elektroniczny (mikroprocesorowy) – wykrywający zarówno zwarcia, jak i przeciążenia. Zaprogramowane wartości prądu są stale monitorowane przez moduł elektroniczny, który wyzwala wyłącznik po ich przekroczeniu. Wyzwalacze elektroniczne charakteryzuje największy zakres możliwych do uzyskania nastawów parametrów pracy.
Integralnymi częściami każdego wyłącznika mocy są również: styki główne i pomocnicze, mechanizm napędowy (ręczny lub silnikowy z możliwością zdalnego załączania i wyłączania) oraz komora gaszenia łuku - zbiór metalowych płytek, które pomagają rozproszyć i zgasić łuk elektryczny, powstający przy rozłączaniu styków. Całość kontrolowana jest przez układ elektroniczny z licznymi funkcjami nastawień, monitorowania parametrów sieci i komunikacji z systemami zarządzania.
Wyłączniki kompaktowe – co to takiego?
Wyłączniki kompaktowe (MCCB - Molded Case Circuit Breakers) wyróżniają się niewielkimi rozmiarami, a co za tym idzie możliwością budowy zwartych układów. Dzięki swojej niezawodności i wydajności znajdują zastosowanie jako ważny element systemów zabezpieczeń przed przeciążeniami i zwarciami obwodów niskiego napięcia, takich jak: sieci rozdzielcze, generatory, silniki i różnego typu instalacje komercyjne.
Zamknięta w hermetycznej obudowie konstrukcja zapewnia kompaktowy rozmiar i odporność na czynniki zewnętrzne. Wyłączniki kompaktowe zazwyczaj obsługują prąd znamionowy o wartości do 1600 A (niektóre modele nawet więcej) oraz napięcie rzędu do 1 kV AC. Wyposażone są również w duży zakres regulacji prądu wyzwalania, charakterystyk czasowo-prądowych oraz programowalne funkcje zabezpieczające. W przypadku wyłączników kompaktowych ABB serii Tmax XT jest to ponad 50 różnych funkcji ochrony, pomiaru i automatyki dostępnych do pobrania online za pomocą strony ABB Ability Marketplace™.
Czym są wyłączniki powietrzne?
Wyłączniki powietrzne (ACB - Air Circuit Breakers) to również urządzenia kompaktowe, jednak o nieco większych gabarytach. Projektowane są z myślą o zabezpieczeniu instalacji prądowych w infrastrukturze oraz maszyn i urządzeń w szeroko rozumianej branży przemysłowej, elektrowniach, rozdzielniach oraz w dużych budynkach komercyjnych. Stosowane są jako główne wyłączniki w systemach rozdzielczych, gdzie wymagana jest wysoka zdolność wyłączania i możliwość integracji z systemami zarządzania energią.
Podstawową cechą charakteryzującą wyłączniki powietrzne jest otwarta konstrukcja z możliwością chłodzenia powietrzem, co umożliwia efektywną pracę przy wysokich prądach o natężeniu rzędu nawet 6300 A i napięcia do ok. 1 kV AC (standardowy zakres prądów roboczych wyłączników ABB serii Emax to 800-6300 A z możliwością konfiguracji już od 100 A).
Wyłączniki powietrzne, podobnie jak wyłączniki kompaktowe, posiadają szeroki zakres regulacji prądu wyzwalania i charakterystyk czasowo-prądowych. Dodatkowo, wyposażone są w zaawansowane wyzwalacze elektroniczne z funkcjami ochrony i komunikacji (np. przeciążenie, zwarcie, ochrona różnicowoprądowa, monitoring parametrów sieci). Posiadają również możliwość integracji z systemami zarządzania energią i automatyki budynkowej (BMS).