Un disjoncteur est un type d'appareil électrique, utilisé pour couper tout circuit manuellement ou à distance dans des circonstances normales. La fonction principale d'un disjoncteur ou d'un disjoncteur est de couper un circuit dans certaines conditions de défaut comme un court-circuit, une surintensité, etc. Généralement, un disjoncteur commute ou protège le système. Certains appareils sont associés à des disjoncteurs tels que des interrupteurs de relais, des fusibles, etc. sont également utilisés dans le même but. Les applications des disjoncteurs comprennent principalement les systèmes d'alimentation et les industries pour protéger ainsi que contrôler diverses pièces du circuit, à savoir les transformateurs, les commutateurs, les moteurs, les alternateurs, les générateurs, etc. Il existe différents types de disjoncteurs utilisés dans les industries où le circuit d'air le disjoncteur est un type. Cet article présente un aperçu du disjoncteur à air.

Qu'est-ce que le disjoncteur à air?

Le disjoncteur à air (ACB) est un appareil électrique utilisé pour fournir une protection contre les surintensités et les courts-circuits pour les circuits électriques de plus de 800 ampères à 10K ampères. Ceux-ci sont généralement utilisés dans les applications basse tension en dessous de 450V. Nous pouvons trouver ces systèmes dans les panneaux de distribution (sous 450V). Ici, dans cet article, nous discuterons du fonctionnement d'Air Disjoncteur .

Disjoncteur air

Un disjoncteur à air est un disjoncteur qui fonctionne dans l'air comme un moyen d'extinction d'arc, à une pression atmosphérique donnée. Il existe plusieurs types de disjoncteurs à air et changement de vitesse disponibles sur le marché aujourd'hui qui sont durables, performants, faciles à installer et à entretenir. Les disjoncteurs à air ont complètement remplacé les disjoncteurs à huile.

Construction du disjoncteur à air

La construction d'un disjoncteur à air peut être effectuée en utilisant différentes pièces internes et externes comme les suivantes.

Les parties externes de l'ACB comprennent principalement le bouton ON & OFF, un indicateur de la position du contact principal, un indicateur du mécanisme de stockage d'énergie, des voyants LED, un bouton RST, un contrôleur, une plaque signalétique nominale, une poignée pour le stockage d'énergie, des affichages, secousse, bouton de repos de déclenchement de défaut, référentiel à bascule, etc.

Construction d'ACB

Les pièces internes de l'ACB comprennent principalement la structure de support avec tôle d'acier, le transformateur de courant utilisé pour protéger le déclencheur, le boîtier isolant du groupe de pôles, les bornes horizontales, la chambre d'arc, le déclencheur pour la protection, la boîte à bornes, les ressorts de fermeture, la commande d'ouverture et de fermeture du disjoncteur. , plaques pour déplacer les contacts d'arc et principaux, plaques pour contacts fixes principaux et d'arc.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement du disjoncteur à air est différent des autres types de CB. Nous savons que la fonction de base du CB est d'arrêter la restauration de l'arc partout où l'écart entre les contacts résistera à la tension de récupération du système.
Le disjoncteur à air fonctionne également de la même manière mais d'une manière différente. En interrompant un arc, il crée une tension d'arc à la place de l'alimentation en tension. Cette tension peut être définie comme la moindre tension nécessaire pour maintenir l'arc. L'alimentation en tension peut être augmentée de trois manières différentes par un disjoncteur.
La tension de l'arc peut être améliorée grâce au refroidissement du plasma d'arc.
Une fois que la température du plasma d'arc et du mouvement des particules est réduite, un gradient de tension supplémentaire sera nécessaire pour maintenir l'arc. La tension de l'arc peut être augmentée en divisant l'arc en plusieurs séries
Une fois que le trajet de l'arc est augmenté, la tension de l'arc peut également être augmentée. Dès que la longueur du trajet de l'arc est augmentée, le trajet de la résistance augmentera également la tension d'arc qui est utilisée à travers le trajet de l'arc, ainsi la tension de l'arc peut être augmentée.
La plage de tension de fonctionnement est jusqu'à 1KV. Il comprend deux ensembles de contacts où la paire principale utilise le courant ainsi que le contact réalisé avec du cuivre. Une autre paire de contact peut être établie avec du carbone. Une fois le disjoncteur ouvert, le premier contact majeur se déverrouille.
Lors de l'ouverture du contact principal, le contact d'arc reste connecté. Chaque fois que les contacts d'arc sont divisés, l'arc démarre. Le disjoncteur est obsolète pour la tension moyenne.

Fonctionnement du disjoncteur à air

Les disjoncteurs à air fonctionnent avec leurs contacts à l'air libre. Leur méthode de contrôle d'extinction d'arc est totalement différente de celle des disjoncteurs à huile. Ils sont toujours utilisés pour la coupure basse tension et ont maintenant tendance à remplacer les disjoncteurs à huile haute tension. La figure ci-dessous illustre le principe du fonctionnement du disjoncteur d'air.

Les disjoncteurs à air ont généralement deux paires de contacts. La paire principale de contacts (1) transporte le courant à charge normale et ces contacts sont en cuivre métallique. La deuxième paire est le contact d'arc (2) et est en carbone. Lorsque le disjoncteur est ouvert, les contacts principaux s'ouvrent en premier. Lorsque les contacts principaux sont ouverts, les contacts d'arc sont toujours en contact les uns avec les autres.

Lorsque le courant obtient un chemin résistif faible parallèle à travers le contact d'arc. Lors de l'ouverture des contacts principaux, il n'y aura pas d'arc dans le contact principal. L'arc n'est initié que lorsque les contacts d'arc sont finalement séparés. Chacun des contacts d'arc est équipé d'un coureur d'arc qui aide.

“qu'est-ce qu'un multiplexeur et comment ça marche ”

La décharge d'arc se déplace vers le haut en raison des effets thermiques et électromagnétiques comme indiqué sur la figure. Lorsque l'arc est entraîné vers le haut, il pénètre dans la goulotte d'arc, constituée d'éclaboussures. L'arc dans la goulotte deviendra plus froid, s'allongera et se divisera donc la tension de l'arc devient beaucoup plus grande que la tension du système au moment du fonctionnement d'un disjoncteur à air, et donc l'arc est finalement éteint pendant le zéro de courant.

Le boîtier de circuit de freinage pneumatique est en matériau isolant et ignifuge et il est divisé en différentes sections par les barrières du même matériau. Au bas de chaque barrière se trouve un petit élément conducteur métallique entre un côté de la barrière et l'autre. Lorsque l'arc, entraîné vers le haut par les forces électromagnétiques, pénètre dans le fond de la goulotte, il est divisé en plusieurs tronçons par les barrières, mais chaque pièce métallique assure la continuité électrique entre les arcs de chaque tronçon, les différents arcs sont par conséquent dans la série .

Les forces électromagnétiques dans chaque section de la goulotte font que l'arc de cette section commence la forme d'une hélice, comme indiqué ci-dessus, figure (b). Toutes ces hélices sont en série de sorte que la longueur totale de l'arc a été considérablement étendue, et sa résistance est abondamment augmentée. Cela affectera la réduction de courant dans le circuit.

La figure (a) montre le développement de l'arc à partir du moment où il quitte les contacts principaux jusqu'à ce qu'il se trouve dans la goulotte d'arc. Lorsque le courant cesse ensuite à un courant nul, l'air ionisé dans le chemin de l'endroit où l'arc avait été en parallèle avec les contacts ouverts et agit comme une résistance de shunt entre les contacts et l'auto-capacité C, illustré ci-dessous figure avec rouge comme haute résistance R.

Lorsque l'oscillation commence entre C et L comme décrit pour le disjoncteur idéalisé illustré dans la figure ci-dessous, cette résistance amortit fortement l'oscillation. Certes, il est généralement si lourd que l'amortissement est critique, l'oscillation ne peut alors pas avoir lieu du tout, et la tension de réamorçage, au lieu d'apparaître comme une oscillation à haute fréquence, s'élève à sa valeur finale de tension de crête du générateur. Ceci est indiqué sous la forme d'onde inférieure.

CB idéalisé avec formes d'onde

Types de disjoncteur à coupure d'air

Le circuit aérien les disjoncteurs sont principalement de quatre types et sont largement utilisés pour maintenir la moyenne tension intérieure et les appareillages de commutation de la maison.

ACB de type à rupture simple ou ACB à explosion croisée
Type d'éruption magnétique ACB
Disjoncteur de coupure d'air de chute d'air
Disjoncteur de souffle d'air

Disjoncteur à coupure d'air de type à rupture simple

Les disjoncteurs à air de frein simple sont la forme la plus simple de disjoncteurs à air. Les principaux points de contacts sont réalisés sous la forme de deux cornes. L'arc de ces disjoncteurs s'étend d'une pointe à l'autre. Ce type de disjoncteur est également connu sous le nom de cross blast ACB. L'agencement de celui-ci peut se faire à travers une chambre (goulotte à arc) qui est entourée par le contact.

La chambre ou la goulotte à arc aide à réaliser le refroidissement et elle est fabriquée avec un matériau réfractaire. La goulotte à arc contient des parois à l'intérieur et elle est séparée en petits compartiments à l'aide de plaques de séparation métalliques. Ces plaques sont des séparateurs d'arc où chaque compartiment fonctionnera comme une mini-chute d'arc.

Le premier arc se divisera en une séquence d'arcs de sorte que toutes les tensions d'arc deviendront plus élevées par rapport à la tension du système. Ceux-ci sont utilisés dans les applications basse tension.

Disjoncteur à coupure d'air magnétique

Les disjoncteurs à air soufflé magnétique sont utilisés dans une capacité de tension jusqu'à 11KV. L'extension de l'arc peut être obtenue par le champ magnétique fourni par le courant dans les bobines de soufflage.

Ce type de disjoncteur fournit un contrôle magnétique du moment de l'arc pour créer une extinction de l'arc dans les appareils. Ainsi, cette extinction peut être contrôlée par un champ magnétique qui est fourni par le flux de courant dans les bobines de soufflage. La connexion des bobines de soufflage peut être effectuée en série à travers le circuit en cours de rupture.

Comme leur nom l’indique, ces bobines sont appelées «souffler la bobine». Le champ magnétique ne gère pas l'arc qui se produit dans le disjoncteur, cependant, il déplace l'arc en chutes d'arc partout où l'arc est refroidi et étendu en conséquence. Ces types de disjoncteurs sont utilisés jusqu'à 11 kV.

Disjoncteur de coupure d'air de chute d'air

Dans le disjoncteur à coupure d'air de la goulotte à air, les contacts principaux sont généralement constitués de cuivre et conduisent le courant en position fermée. Les disjoncteurs à coupure d'air à chute d'air ont une faible résistance de contact et sont plaqués argent. Les contacts d'arc sont solides, résistants à la chaleur et constitués d'un alliage de cuivre.

Ce disjoncteur comprend deux types de contacts comme principal et arc ou auxiliaire. La conception des contacts principaux peut être faite avec des plaques de cuivre ou d'argent qui ont moins de résistance et conduisent le courant dans l'emplacement fermé. D'autres types comme l'arc ou auxiliaire sont conçus avec un alliage de cuivre car ils sont résistants à la chaleur.

Ceux-ci sont utilisés pour éviter d'endommager les contacts principaux en raison de la formation d'arc et ils peuvent être simplement changés une fois que nécessaire. Lors du fonctionnement de ce disjoncteur, les deux contacts sont ouverts après et avant la fermeture des contacts principaux du disjoncteur.

Disjoncteur de souffle d'air

Ces types de disjoncteurs sont utilisés pour les tensions de système de 245 KV et 420 KV et même plus, en particulier là où un fonctionnement rapide du disjoncteur est nécessaire. Les avantages de ce disjoncteur par rapport au type d'huile sont énumérés ci-dessous.

“schéma de câblage de l'interrupteur à deux voies ”

Le risque d'incendie ne peut pas être causé
La vitesse de coupure est élevée tout au long du fonctionnement de ce disjoncteur.
La trempe de l'arc est plus rapide tout au long du fonctionnement de ce disjoncteur.
La durée de l'arc est similaire pour toutes les valeurs de coupures de courant.
Une fois que la durée de l'arc est inférieure, moins de chaleur peut être produite de l'arc aux contacts, donc la durée de vie du contact est plus longue.
Le maintien de la stabilité du système est bien maintenu car il dépend de la vitesse de fonctionnement du disjoncteur.
Il nécessite moins d'entretien que le disjoncteur à huile.
Les types de disjoncteurs à air soufflé sont de trois types comme un souffle axial et un souffle axial avec un contact mobile coulissant et un souffle transversal.

Entretien du disjoncteur à air

Les ACB fonctionnent comme des dispositifs de protection de circuit pour une large gamme d'applications basse tension jusqu'à 600V AC comme les onduleurs, les générateurs, les mini-centrales électriques, les tableaux de distribution MCCB, etc. et leurs tailles vont de 400A à 6300A sinon plus grandes.

Dans ce disjoncteur, près de 20% des pannes dans le système de distribution d'énergie se produisent en raison d'une maintenance moindre, d'une graisse tenace, de la poussière, de la corrosion et des pièces gelées. La maintenance du disjoncteur est donc le choix idéal pour assurer un fonctionnement cohérent et prolonger la durée de vie.

L'entretien du disjoncteur à air est très important. Pour cela, il doit d'abord être éteint, puis séparé des deux faces en ouvrant l'isolateur électrique requis. Le disjoncteur doit être utilisé à cette condition non isolée pour les zones restreintes et éloignées chaque année. Le disjoncteur doit être fonctionné électriquement de restreint et isolé après cela mécaniquement de restreint. Ce type de processus rendra le disjoncteur plus cohérent en détachant toute couche extérieure développée entre les faces de glissement.

Procédure d'essai du disjoncteur à air

Le test de disjoncteur est principalement utilisé pour vérifier le fonctionnement de chaque système de commutation ainsi que la programmation de la construction de déclenchement complète. Ainsi, les tests sont très essentiels pour tout type de disjoncteur afin de garantir des performances sûres et cohérentes. Par rapport à d'autres appareils, effectuer des tests est plus difficile.

Lorsqu'un dysfonctionnement survient dans un disjoncteur, il peut entraîner un court-circuit dans les bobines, un comportement incorrect, endommager les connexions mécaniques, etc. Ainsi, les disjoncteurs doivent être testés régulièrement pour surmonter tous ces défauts.

Les différents types de tests effectués dans le disjoncteur comprennent principalement les tests mécaniques, thermiques, diélectriques, les courts-circuits, etc. Les tests de routine d'un disjoncteur sont un test de déclenchement, une résistance d'isolement, une connexion, une résistance de contact, un déclenchement de surcharge, un déclenchement magnétique instantané, etc.

Comment les tests peuvent-ils être effectués?

Pour tester un disjoncteur, différents types d'équipement de test sont utilisés pour vérifier l'état du disjoncteur dans n'importe quel système d'alimentation. Ces tests peuvent être effectués via différentes méthodes de test ainsi que des types d'équipement de test. Les dispositifs de test sont un analyseur, un micro-ohmmètre, un testeur d'injection primaire à courant élevé, etc. Les tests de disjoncteur présentent certains avantages comme les suivants.

Les performances du disjoncteur peuvent être améliorées.
Le circuit peut être vérifié en charge ou en déchargement.
Reconnaît les besoins d'entretien
Les problèmes peuvent être évités
Les premières indications de défauts peuvent être identifiées

Avantages

Le avantages d'un disjoncteur à air inclure les éléments suivants.

Installation de refermeture à grande vitesse
Utilisé pour un fonctionnement fréquent
Besoin de moins d'entretien
Fonctionnement à grande vitesse
Le risque d'incendie peut être éliminé contrairement aux disjoncteurs à huile
Temps d'arc constant et court, donc la combustion des contacts est moindre

Désavantages

Les inconvénients du disjoncteur à air sont les suivants.

Un inconvénient du principe de la goulotte à arc est son inefficacité aux faibles courants où les champs électromagnétiques sont faibles.
La goulotte elle-même n'est pas nécessairement moins efficace dans son action d'allongement et de désionisation qu'à des courants élevés, mais le mouvement de l'arc dans la goulotte a tendance à devenir plus lent et une interruption à grande vitesse n'est pas nécessairement obtenue.

Applications des disjoncteurs à air

Les disjoncteurs à air sont utilisés pour contrôler les auxiliaires des centrales électriques et les installations industrielles. Ils offrent une protection aux installations industrielles, machines électriques comme les transformateurs , condensateurs et générateurs.

Ils sont principalement utilisés pour la protection des installations, où il existe des risques d'incendie ou d'explosion.
Le principe du frein à air de l'arc du disjoncteur d'air est utilisé dans Circuits CC et circuits CA jusqu'à 12KV.
L'air disjoncteurs ont une puissance de résistance élevée qui aide à augmenter la résistance de l'arc en se divisant, en refroidissant et en allongeant.
Un disjoncteur à air est également utilisé dans le système de partage d'électricité et NGD environ 15kV

Ainsi, tout tourne autour du disjoncteur à air (ACB), de son fonctionnement et de ses applications. Nous espérons que vous avez une meilleure compréhension de ce concept. De plus, tout doute concernant ce concept ou pour mettre en œuvre tous projets électriques et électroniques , veuillez donner votre avis en commentant dans la section des commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quelle est la fonction de l'ACB?