Bir devre kesici elektrik akımı akışına ve bir koruma sağlamak için tasarlanmış otomatik olarak çalışan elektrikli bir şalterdir elektrik devresi , bir aşırı yük, aşırı akım neden olduğu hasardan kısa devre, veya hiç sızıntı . Şebeke topraklama (diferansiyel devre kesici). Bir kurulumdaki aşırı yük akımını veya kısa devre akımını kesintiye uğratabilir . Tasarımına bağlı olarak, bir elektrik hattının bir veya daha fazla parametresini izleyebilir.
Sigortaya göre temel özelliği manuel olarak sıfırlanabilmesidir (çalışması sırasında herhangi bir hasara uğramayacak şekilde tasarlanmıştır).
Bu tip bir devre kesici, aşırı bir akım bimetalik bir şeritten geçtiğinde , Joule etkisi ile bir ısıtma oluşturarak ve deformasyona neden olduğunda açar. Bu bimetalik şerit, korunan elektrik devresini açan bir kontağı mekanik olarak tetikler. Bu elektromekanik sistem oldukça basit ve sağlamdır ancak çok kesin değildir ve reaksiyon süresi nispeten yavaştır. Bu nedenle, devreyi uzun süreli aşırı akıma sokmaktan kaçınmayı mümkün kılar. Termal korumanın ana işlevi, iletkenleri, elektrik tesisatının uzun süreli aşırı yüklenmeleri nedeniyle yangın riski oluşturabilecek aşırı ısınmaya karşı korumaktır.
Güç kapatıldıktan sonra değiştirilmesi gereken bir sigortayla aynı işlevi görür .
Yoğunluktaki güçlü değişim, bir bobinin dönüşlerinden geçer (" devre kesicinin bölümü " fotoğrafındaki referans 7 ). Elektromanyetizma kurallarına göre, manyetik alanın güçlü bir varyasyonunu üretir. Bu şekilde oluşturulan alan, devreyi mekanik olarak açacak ve böylece elektrik tesisatının kaynağını ve bir kısmını, özellikle de kaynak ile kısa devre arasındaki elektrik iletkenlerini koruyacak olan yumuşak bir demir çekirdeğin yer değiştirmesini tetikler.
Kesinti, hızlı bir bobin durumunda "anlıktır" veya bobindeki gecikmeli açmaya izin veren bir sıvı tarafından "kontrol edilir". Genellikle binlerce işleme izin veren çok yüksek kaliteli bir anahtarla ilişkilendirilir.
Bu, bir aM sigortası ( motor desteği ) tarafından gerçekleştirilen işlevdir . Bir motorun çalıştırılması için birkaç dakika için normal çalışma yoğunluğunun on katına kadar kısa bir aşırı akım gerekir. Ancak bu normal aşırı akım, koruma cihazını tetiklememelidir. Böylelikle aM tipi sigortalar, koruma değerinden daha büyük bir akım tepe noktasını kısa bir süre için absorbe edebilecek şekilde tasarlanmıştır. Öte yandan, aşırı akım durumunda (daha düşük ancak daha uzun bir değere sahip): cihaz mantıksal olarak güç kaynağını kesecektir.
Manyetik korumanın ana işlevi, ekipmanı arızalara (ekipman aşırı yüklenmesi, kısa devre, arıza vb.) Karşı korumaktır. Ekipmanını büyük bir hassasiyetle korumaya özen gösteren mühendis tarafından seçilir.
Gezi eğrisiElektrik devresi, en küçük kısa devre akımının makinenin manyetik olarak durmasına neden olacak şekilde hesaplanmalıdır. Bu, küçük kesitli (mm²) uzun kabloların sabitlenmesi için önemlidir. Kısa devre akımı çok düşükse, ya daha düşük bir manyetik eşik ya da daha büyük kesiti (mm²) olan bir kablo alınmalıdır.
Bir devre kesici, termal algılama içerebilir veya içermeyebilir; bu nedenle iki ana devre kesici türü vardır:
Birkaç parametreyi izlemek için yukarıda açıklanan iki teknik birleştirilmiştir:
Bu modeller, sıfırlanabilir olma (çalıştırma kolu, değiştirilecek kartuş yok) avantajını sunan ve aynı kutuda uzun süreli aşırı yüklenmelere karşı termal algılamayı ve akımdaki hızlı artışlara karşı manyetikliği birleştiren sigortaları (özellikle evde kullanılan) değiştirmeyi amaçlamaktadır. .
Diferansiyel devre kesici, kısa devre ve aşırı yüklere karşı kesme kapasitesinin yanı sıra, faz ile nötr arasındaki akım yoğunluğu farkının algılanmasını sağlar, eğer bir yalıtım hatası varsa (toprak kaçak akımı), bu arızaya artık akım da denir. .
AçıklamaArtık akım cihazının (RCD) prensibi, içinden geçen farklı iletkenler üzerindeki akımları karşılaştırmaktır . Örneğin, tek bir faz içinde, bu karşılaştırır faz iletkeni dolaşan akım ve nötr iletken olduğu. Elektrik tesisatının toprağına akım kaçaklarını tespit ederek elektrik çarpması riskini sınırlayan kişisel koruma cihazıdır .
Diferansiyel cihaz aşağıdaki prensibe dayanır: normal bir kurulumda, bir iletkenden gelen elektrik akımı diğerinden ayrılmalıdır. Tek fazlı bir kurulumda, bir elektrik devresinin başlangıcındaki faz iletkenindeki akım , nötr iletkeninkinden farklıysa , bir kaçak vardır . Bir devre kesicinin tepki verdiği akım yoğunluğundaki fark , I Δn ("i delta n") olarak gösterilen "devre kesicinin diferansiyel hassasiyeti" ( Fransız elektrik standardına göre iç terminal devrelerinde zorunlu olarak 30 mA ) olarak adlandırılır .
İşlemi basittir: her iletken bir manyetik devreden (genellikle torik ) geçer, böylece birbirini yok eden özdeş ve zıt elektromanyetik alanlar oluşturur. Düzeyde bir fark varsa, bu nedenle onun adına farkının , ortaya çıkan elektromanyetik alan hızla akım kesen bir cihaz aktive eder.
SınıflarBirkaç farklı cihaz sınıfı (veya türü) vardır:
Günlük dilde ve özellikle bir elektrik dağıtım panosunun ekipmanı hakkında konuştuğumuzda, diferansiyel devre kesiciler basitçe "diferansiyel" olarak adlandırılırken, "devre kesici" terimi elektromanyetik devre kesiciler için ayrılmıştır. Bu daha sonra diferansiyel devre kesici ile diferansiyel anahtar arasında olası bir karışıklığa neden olur. Diferansiyel anahtar, yukarıda açıklanan işlevi yerine getirir, ancak aşırı akım algılamasına sahip değildir (bu nedenle aşırı yüklere karşı koruma sağlamaz) ve bu nedenle daha ucuzdur.
Bir dağıtım panelinde, maliyetleri en aza indirmek için, aşırı akım korumasının, örneğin sigortalar veya devre kesiciler tarafından sağlanmış olması koşuluyla, bir diferansiyel devre kesici yerine bir diferansiyel anahtar ile bir grup devrenin diferansiyel korumasını elde etmek mümkündür. her besleyiciye yerleştirilir. Diferansiyel anahtarın maksimum akım değeri, her zaman en azından sağladığı sigorta veya devre kesicinin değerine eşit olacak şekilde seçilecektir (yukarı akım koruma).
Kısa devre akımını güçlü ve hızlı elektronik bileşenler kullanarak kesen, ancak izolasyonu sağlayamayan (devrelerin fiziksel olarak ayrılması) elektronik devre kesicilerin bu paragrafta sunulan elektronik açtırmalı devre kesicilerini ayırt etmek gerekir. ).
Bir elektronik açma ünitesi, termik ve / veya manyetik açma ünitelerinin işlevlerini yerine getirebilir, yani duruma bağlı olarak, kontakların açılmasına neden olmak için aşırı yük akımlarını veya kısa devre akımlarını tespit edebilir.
Her zaman bir akım ölçüm cihazından (şönt veya çoğunlukla demir veya hava akımı trafosu), bir elektronik ölçüm işleme cihazından (ölçülen akımın belirli bir değerle karşılaştırılması) ve bir tetikleme cihazından (açma mekanizmasını serbest bırakan bir elektromıknatıs) oluşur. ).
Elektronik açma ünitesinin avantajı, örneğin akımın türevini hesaba katarak, muhtemelen karmaşık arıza akımı algılama algoritmalarını içeren geniş bir ayarlama aralığına (açma seviyesi, açma gecikmesi) sahip olabilmesidir. devre kesicinin durumunun, akım ölçümünün vb. iletilmesine izin verin . otomatik bir ağ izleme sistemine doğru.
Dezavantajı ise gerekli enerjiyi alarak güç kaynağı gerektirmesidir:
Aslında, bir devre kesicinin, kendi kapanmasından kaynaklananlar da dahil olmak üzere, bir kısa devre ortaya çıktığı anda açma yapabilmesi gerekir.
Aynı zamanda pahalıdır, bu da onu güçlü veya ileri teknoloji cihazlar için ayırır.
Bir manyeto-hidrolik veya hidro-manyetik devre kesici durumunda kullanılan açma mekanizması iki yönlüdür. Bir yandan yukarıda zaten açıklanan manyetik kısım ve diğer yandan hidrolik cihaz.
Bu, "termal" kısmın yerini alır. Bu nedenle, hafif ancak uzun süreli aşırı akımları tespit etmeyi mümkün kılacaktır.
Avantajları aşağıdaki gibidir:
En büyük dezavantajı, termal teknolojiye göre fiyatıdır.
Arıza tespit edildiğinde, devre kesicinin akımı kesmek için kontağı açabilmesi gerekir. Bu aşamada kontaklar (3) arasında bir elektrik arkı oluşturulur.
Kontakların şekli , Laplace kuvveti sayesinde içeride dolaşan akım elektrik arkını kesinti odasına (8) doğru "itecek" şekilde tasarlanmıştır .
Kesinti odası, ark voltajını artırmak için elektrik arkını birkaç ark halinde kesecek olan bir iletken lamel yığınından oluşur.
Gerçekten de, birlikte V ve V / mm.
Toplam L uzunluğundaki haznede d kalınlığında N bıçak varsa, ark voltajı bu durumda
Örneğin: N = 20, L = 8 cm, e = 0,2 cm, V, V / mm ile.
Sahibiz ; V.
Çıtalar olmadan V.
Ark voltajı şebeke voltajını aştığında, ark akımı iptal edilene kadar azalır. Kişi daha sonra açılır.
Yük altında bir devrenin kesilmesi, kontaklar arasında sistematik bir elektrik arkının oluşması anlamına gelir. Akım , kırılmayı geciktiren, ancak kontaklar arasında ark voltajı adı verilen ve kendisini oluşturan ağın voltajına karşı çıkan bir voltaj oluşturan arkın içinden akar . Akım azalır ark voltajı devresi denklemin sonucu ağın daha büyük olan en kısa sürede kesim sonu: .
Bazı devre kesiciler mekanik , elektrik veya elektronik sistemlerle donatılmıştır , süre, yoğunluk veya hassasiyet açısından ayarlanabilir, bu da yukarıdaki 3 işlevden birinin (termal, manyetik, diferansiyel) belirli bir süre boyunca çalışmasını engellemeyi mümkün kılar. . Bu açma gecikmesi, insanların, devrelerin ve ekipmanın korunması açısından ihmal edilebilecek, ancak başka türlü korumanın açılmasını tetikleyebilecek ( transformatörlere veya bir güç kaynağına enerji verilmesi) belirli geçici olaylara izin vermeyi mümkün kılar . Örneğin). Aşağı akışta bulunan başka bir korumanın rolünü yerine getirmesi olasılığını bırakmak için de ayarlanabilirler, böylece korumaların seçiciliğine izin verirler.
Bir devre kesicinin kesme kapasitesi, bir kısa devre akımını bozulmadan ve etrafındakileri tehlikeye atmadan kesme (“devreyi kesme”) kabiliyetine karşılık gelir . Hiçbir devre kesicinin kesintiye uğramaması durumunda akacak olan maksimum akım yoğunluğu ("muhtemel akım" olarak adlandırılır) ile karakterizedir. Standartları IEC 60947-2 (ya da NF EN 60947-2 ) düşük voltajlı bir güç devre kesicileri için ve IEC 60.898 (veya NF EN 60.898) ev içi kullanım için devre kesiciler için, bu özelliklerini belirlemek.
Yük altındaki bir devreyi keserken, kesmeyi geciktiren bir elektrik arkı oluşur. Güçlü bir akım, tüm iletkenleri şiddetli elektrodinamik kuvvetlere maruz bırakır; bu, cihazın mimarisine bağlı olarak hızlı bir şekilde açılmasına yardımcı olabilir veya olmayabilir, ayrıca elektrik arkının uzatılmasına ve devre kesicinin bir alanına ulaşmasına yardımcı olur. Enerjisinin iyi emileceği söndürme odası.
Akım ne kadar yüksekse, ark o kadar güçlü (ark voltajı tarafından üretilen akım), biriken enerji o kadar yıkıcı olabilir. Arkın kaybolması yeterince kısa bir sürede sağlanamazsa, cihaz muhafazası artık ısıtılmış gazların basıncına dayanamayabilir, kontakların erimesi cihazın sıfırlanmasını engelleyebilir. Devre kesici artık işlevini yerine getiremeyecektir.
Bu nedenle, bir devre kesicinin, bu aynı ekleme noktasında potansiyel olarak mevcut olan voltaj altında, bir devredeki ekleme noktasında potansiyel olarak mevcut olan kısa devre akımına dayanabilecek boyutta olması gerekir.
Bu akımın yoğunluğu ve voltajı birkaç faktöre bağlıdır:
Aksi takdirde, kendisi bir sigorta veya yeterli kesme kapasitesine sahip başka bir devre kesici ile korunmalıdır.
IEC'nin tanımına göre, kapama kapasitesi, bir devre kesicinin belirli bir gerilim altında ve öngörülen kullanım ve davranış koşulları altında oluşturabileceği belirlenmiş varsayılan akımın bir değeridir. Devre kesicinin yük altında bozulmadan taşınabileceği maksimum akım değerine karşılık gelir.
Kurulum kurallarına göre (Fransa'da, standart NF C 15-100 bölüm 437.2'ye göre ), devre kesici, ilgili devreye müdahale veya çalışma sırasında, yani diğer bir deyişle, devrelerin fiziksel olarak ayrılmasını sağlamalıdır. izole etme kabiliyetine sahip olma : bu yetenek, bir gösterge ışığı ile veya kolun pozisyonuyla, yani maksimum 0,5 mA ila 6 mA arasında açık bir pozisyon gösterdiğinde, cihazın herhangi bir tehlikeli artık akımın geçmesine izin vermeyeceğinin garantisidir. duruma bağlı olarak, ağ voltajı terminalleri arasında uygulandığında. Yukarıda bahsedilen IEC 60947-2 ve IEC 60898 standartları bu kabiliyet için koşulları belirler.
Bir kilitleme cihazı ( asma kilit ve kilitleme etiketi) daha sonra elektrik yetkilendirmesine ilişkin kurallara ( UTE C 18-510 , 520, 540) uymak için kontakların açık konumda bloke edilmesine izin verir , buna "kilit" denir.
Ceza verme, sevkıyat sürecinin ikinci adımı ile ilgilidir, ilki ayrılıktır.