В случае активации пожарной сигнализации в коммерческой кухне необходимо не только активировать звуковые сигналы и стробоскопы, но и закрыть газовый клапан под плитой; кроме того, электрическое питание к кухонным приборам (фритюрницам, грилям и индукционным плитам) должно быть немедленно отключено с помощью какого-либо автоматического средства, не требующего контакта человека с выключателем. Устройство, способное выполнять эту функцию, называется автоматическим выключателем с шунтированием (или шунтированным выключателем).
Хотя автоматический выключатель с шунтированием выглядит как стандартный автоматический выключатель, он обеспечивает защиту от перегрузки (из-за отказа оборудования или ударов молнии) и коротких замыканий (из-за соприкосновения проводов) так же, как и любой другой тип выключателя. В дополнение к функции защиты от перегрузки и короткого замыкания, шунтированный выключатель имеет возможность срабатывать по требованию через удаленный сигнал; таким образом, когда в помещениях, защищенных выключателем, возникает пожар, выключатель отключит подачу электричества к защищаемому оборудованию и продолжит обеспечивать эту защиту до тех пор, пока другой удаленный сигнал не даст указание шунтированным автоматическим выключателям восстановить питание их соответствующих электрических цепей. Для всех, кто участвует в коммерческом проектировании электрических систем, промышленной безопасности и соблюдении строительных норм, понимание того, как работает шунтированный автоматический выключатель и чем он отличается от стандартного автоматического выключателя, является важной темой для вашего обучения или профессионального развития.
Основной принцип: Выключатель, который срабатывает по внешней команде
Стандартный автоматический выключатель срабатывает, когда он превышает свой номинальный ток, либо постепенно через функцию термической перегрузки, либо внезапно через функцию магнитного короткого замыкания. Открытие (или срабатывание) происходит внутренне на основе электрических условий, происходящих в цепи. Шунтированный автоматический выключатель имеет независимый внешний метод срабатывания автоматического выключателя, применяя внешнее напряжение к его управляющим клеммам. Когда прикладываемое напряжение присутствует, соленоид внутри автоматического выключателя активируется и механически освобождает защелку срабатывания так же, как если бы автоматический выключатель сработал из-за перегрузки. Затем автоматический выключатель откроется, изолируя всю мощность от нагрузки, тем самым обесточивая эту цепь.
Механизм шунтирования работает как временное устройство, а не как непрерывный привод, и предназначен для питания в течение короткого времени — нескольких секунд, необходимых для подачи питания на катушку, срабатывания выключателя и отключения питания управления. Многие шунтированные автоматические выключатели производятся с внутренним выключателем, который отключает цепь соленоида от питающей катушки, когда механизм выключателя достигает положения СРАБОТАЛ; тем самым предотвращая оставление катушки под напряжением, что может привести к ее перегреву. Это критически важное проектное соображение; катушка шунтирования не предназначена для непрерывной работы. Многочисленные ссылки в отрасли — включая техническую документацию производителей и дистрибьюторов, такую как Eandisales — предоставляют дополнительную информацию о внутренней проводке и вопросах применения, которые следует учитывать при использовании шунтированных автоматических выключателей.
Как это работает: электрическая и механическая последовательность
Стандартный автоматический выключатель срабатывает из-за перегрузки, вызванной избыточным током, проходящим через выключатель. Это происходит в серии шагов, когда биметаллическая пластина изгибается и/или магнитная катушка тянет, вызывая освобождение защелки срабатывания. В этот момент ручка автоматического выключателя перемещается из положения ВКЛ в положение СРАБОТАЛ, открывая контакты автоматического выключателя. Чтобы сбросить сработавший автоматический выключатель, его сначала полностью выключают, а затем снова включают.
Электрические и механические последовательности для срабатывания шунтированного автоматического выключателя различаются тем, как они начинаются, но достаточно и заканчиваются тем же результатом (сработавший).
- Нормально открытый контакт замыкается в внешней управляющей цепи. Этот контакт может представлять собой реле панели пожарной сигнализации, кнопку аварийной остановки, детектор токсичных газов или выход из системы управления зданием. Он соединит катушку шунтирования с источником управляющего напряжения; обычно 120 В переменного тока или 24 В постоянного тока в зависимости от используемого номинала катушки.
- Соленоид шунтирующего трипа получает питание. Когда электричество проходит через катушку провода, оно генерирует магнитное поле, которое притягивает маленький поршень или ударный штифт к сердечнику катушки. Этот поршень имеет физическое соединение с внутренним механизмом автоматического выключателя, который срабатывает (механическая защелка, на которую сработают термические и магнитные устройства).
- Защелка трипа освобождается. Когда поршень ударяет по срабатывающей планке, защелка освобождается, и накопленная энергия пружины в механизме автоматического выключателя разъединяет основные контакты. Ручка автоматического выключателя затем возвращается в положение СРАБОТАЛ. В этот момент, если есть внутренний вспомогательный переключатель, он может открыть цепь соленоида для защиты катушки.
- Цепь отключена. Отключенная нагрузка (от источника питания) заставит выключатель оставаться (в положении СРАБОТАЛ), пока он не будет вручную сброшен. Катушка шунтирования будет обесточена либо из-за открытия управляющего контакта, либо из-за работы внутреннего выключателя.
Метод сброса шунтированного автоматического выключателя идентичен тому, который используется для сброса любого другого типа автоматического выключателя – то есть, поверните ручку из положения “ВЫКЛ” в положение “ВКЛ”. Когда вы выполняете это действие, механизм шунтированного отключения автоматически перезарядится как часть сброса и будет готов к работе снова.
Как автоматический выключатель с шунтированием отличается от стандартного выключателя
| Особенность | Стандартный автоматический выключатель | Автоматический выключатель с шунтированием |
|---|---|---|
| Методы срабатывания | Тепловая перегрузка и магнитное короткое замыкание только | Тепловая, магнитная, плюс удаленное электрическое отключение через соленоид |
| Внешнее управление | Нет | Срабатывает от внешнего напряжения, поданного на управляющие клеммы |
| Управляющее напряжение | Н/Д | Обычно 120 В переменного тока или 24 В постоянного тока; должно быть указано при заказе |
| Типичные применения | Стандартная защита ответвлений | Отключение для пожарной безопасности, аварийные остановочные цепи, удаленная изоляция нагрузки |
| Процедура сброса | Переместите ручку из положения TRIP в OFF, затем в ON | То же самое; механизм шунтированного отключения сбрасывается с ручкой |
Почему шунтированный автоматический выключатель указывается
Тот шунтированное отключение функция не является роскошью. Во многих установках это требование кодекса. Национальный электрический кодекс (NEC) и стандарты NFPA, которые применяются такими органами, как Национальная ассоциация защиты от пожаров (NFPA), предписывают автоматическое отключение электрической энергии в определенных опасных ситуациях:
- Пожаротушение в коммерческих кухонных вытяжках. В момент, когда системы Ansul или Range Guard активируются наличием дыма, тепла или обнаружением пламени, электричество к кухонным приборам под вытяжкой должно быть отключено. Шунтированные автоматические выключатели являются наиболее часто применяемыми и требуемыми типами автоматических выключателей для этой цели и предписаны NFPA 96, списком производителей подавляющих веществ.
- Отключение питания лифта. Для использования системы пожаротушения в шахте лифта или машинном помещении лифта основной источник электричества, питающий лифт, должен быть отключен, чтобы избежать подачи электричества к огню (что увеличивает риск пожара) и/или создания электрической опасности для пожарных во время их работы. Шунтированные автоматические выключатели являются приемлемым методом достижения этого электрического отключения.
- Цепи аварийной остановки в промышленном оборудовании. Подключение аварийной кнопки остановки, которая должна отключить большой двигатель или другое процессное оборудование через шунтированный автоматический выключатель, обеспечивает надежный и безопасный способ их отключения. Шунтированное отключение обеспечит надежный способ отключения оборудования независимо от того, остается ли катушка контактора под напряжением или отключена.
- Удаленное отключение нагрузки. Менеджер здания может удаленно управлять шунтированным автоматическим выключателем в коммерческом объекте через свою систему управления, чтобы отключить нагрузку, которая не является необходимой для работы объекта. Это поможет снизить плату за пиковый спрос, которая может быть начислена.
Часто задаваемые вопросы
Как работает шунтированный автоматический выключатель на 120 В?
Шунтированный автоматический выключатель – это устройство на 120 вольт переменного тока, управляемое соленоидом, с двумя управляющими клеммами, с которых оно может быть активировано. Когда срабатывает пожарная сигнализация, аварийная остановка или любой другой контакт безопасности, тогда 120 вольт будет подано на катушку, которая затем активирует плунжер соленоида, ударяющий по механизму отключения, который отключит электрическое питание нагрузки (т.е. отключение). Также следует отметить, что катушка является устройством только для кратковременной работы.
Что вызывает срабатывание шунтированного автоматического выключателя?
Применяя внешнее управляющее напряжение — от газового детектора (или других аналогичных устройств) или от системы пожаротушения, например — катушки шунтированного автомата могут быть активированы, что приведет к его включению и срабатыванию. Шунтированный автомат будет срабатывать по причинам, отличным от перегрузки и короткого замыкания, так же, как и обычный автомат.
Зачем вам нужен шунтированный автомат?
Всякий раз, когда автоматическая система безопасности требует отключения питания от цепи, вам нужен шунтированный автомат (например, для отключения кухонного оборудования, когда срабатывает система пожаротушения на кухне, или для остановки питания лифта перед тем, как система спринклеров сработает). Это обычно требуется по нормам, а не является просто опцией, поэтому проверьте местные строительные нормы и правила перед тем, как продолжить.
Шунтированный автомат обычно открыт или закрыт?
Обычно цепь катушки шунтированного автомата (сборка) является “открытой” из-за того, что управляющие контакты “открыты” (реле пожарной сигнализации или аварийная остановка) в нормальном режиме работы. Затем управляющие контакты “закрываются”, чтобы активировать катушку и сработать автомат. Основные силовые контакты автомата “обычно закрыты”, когда автомат “ВКЛЮЧЕН”, и “открыты”, когда сработал (из-за активации катушки) или вручную выключен.
Ссылки
- Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) — NFPA 96 и NFPA 70 — Стандарты, регулирующие системы пожаротушения в коммерческих кухнях и Национальный электрический кодекс, включая требования к шунтированным автоматам.
- Eandisales — Что такое шунтированный автомат? — Технический обзор функции шунтированного автомата, проводки и применения.
- Eaton — Шунтированные автоматические выключатели — Производитель шунтированных автоматов для жилых и коммерческих объектов, с руководствами по применению и проводке.
- Schneider Electric — аксессуары для дистанционного расцепителя автоматических выключателей Square D — Информация о продукте и руководство по установке для блоков дистанционного расцепителя на автоматах QO и Homeline.
A автоматический выключатель с дистанционным расцепителем добавляет одну важную функцию к стандартному тепловому магнитному автомату: возможность отключения по команде от системы безопасности, пожарной сигнализации или аварийной остановки. Это простой механизм — соленоид, толкатель, защёлка расцепления — но он соединяет защиту от перегрузок с обеспечением безопасности жизни. Когда огонь достигает капота, автомат отключается до того, как пламя распространится. Именно для этого он предназначен.
