Kontaktor drift

Definition af Kredsløbsbryder

En kredsløbsbryder defineres som et enhed, der åbner og lukker elektriske kontakter for at beskytte kredsløb mod fejl.

Derfor skal kredsløbsbrydere virke pålideligt uden nogen forsinkelse. For at sikre denne pålidelighed er arbejdsmekanismen mere kompleks end den ser ud til at være. Afstanden og hastigheden for de bevægelige kontakter under åbning og lukning er vigtige designparametre for kredsløbsbrydere.

Kontaktforskel, rejseafstand for de bevægelige kontakter og deres hastighed bestemmes af typen bueudslukningsmedium, strøm- og spændingsklasse for en kredsløbsbryder.Den typiske funktion af en kredsløbsbryder vises i en karakteristisk kurvegraf.

Her i grafen repræsenterer x-aksen tid i millisekunder, og y-aksen repræsenterer afstand i millimeter.

Lad os sige, at ved tiden T0 begynder strømmen at flyde gennem lukningsspolen. Efter tiden T1 begynder den bevægelige kontakt at bevæge sig mod den faste kontakt. Ved tiden T2 rører den bevægelige kontakt den faste kontakt. Ved tiden T3 når den bevægelige kontakt sin lukket position. T3 – T2 er overbelastningsperioden for disse to kontakter (den bevægelige og den faste kontakt). Efter tiden T3 hopper den bevægelige kontakt lidt tilbage og kommer derefter igen til sin faste lukket position, efter tiden T4.

Nu kommer vi til tripningsoperationen. Lad os sige, at ved tiden T5 begynder strømmen at flyde gennem tripningsspolen i kredsløbsbryderen. Ved tiden T6 begynder den bevægelige kontakt at bevæge sig bagud for at åbne kontakterne. Efter tiden T7 løsriv den bevægelige kontakt endelig den faste kontakt. Tiden (T7 – T6) er overlappingsperioden.

Ved tiden T8 kommer den bevægelige kontakt tilbage til sin endelige åbne position, men her vil den ikke være i hvileposition, da der vil være nogle mekaniske osciller, før den kommer til sin endelige hvileposition. Ved tiden T9 kommer den bevægelige kontakt endelig til sin hvileposition. Dette gælder både for standard- og fjernstyrede kredsløbsbrydere.

Krav til Åbningsoperation af Kredsløbsbryder

En kredsløbsbryder skal åbnes hurtigt for at begrænse kontakt erosion og afbryde fejlstrømme prompte. Dog er også rejseafstanden for den bevægelige kontakt bestemt af behovet for at opretholde en tilstrækkelig kontaktforskel for at modstå normale dielektriske spændinger og lynimpulsspændinger, når bryderen er åben.

Behovet for at føre igangværende strøm og for at modstå en periode med bue i kredsløbsbryderen, gør det nødvendigt at bruge to sæt parallelle kontakter, én primær kontakt, der altid er lavet af højkonduktive materialer som kobber, og den anden er buekontakt, lavet af buemodstandsdygtige materialer som wolfram eller molybdæn, som har meget lavere konduktivitet end primære kontakter.

Under åbning af kredsløbsbryderen åbnes de primære kontakter før buekontakterne. Dog kræver forskellen i elektrisk modstand og induktans af elektriske veje for de primære og buekontakter, en endelig tid for at opnå total strømkommutering, dvs. fra primære eller hovedkontakter til buekontakts grene.

Så når den bevægelige kontakt begynder at bevæge sig fra lukket position til åben position, øges kontaktforskel gradvist, og efter en tid nås en kritisk kontaktposition, som indikerer den mindste konduktionsforskel, der er nødvendig for at forebygge genbuen efter næste strøm nul.

Det resterende af rejsen er kun nødvendigt for at opretholde tilstrækkelig dielektrisk styrke mellem kontaktforskellene og for decelerationsformål.

Krav til Lukningsoperation af Kredsløbsbryder

Under lukningsoperationen af kredsløbsbryderen er følgende nødvendige,

Den bevægelige kontakt skal bevæge sig mod den faste kontakt med tilstrækkelig hastighed for at forebygge pre-arcing-fænomen. Når kontaktforskellen reduceres, kan bue starte, før kontakterne er lukket endeligt.

Under lukning af kontakter erstattes mediumet mellem kontakterne, derfor skal der leveres tilstrækkelig mekanisk effekt under denne kredsløbsbryderoperation for at komprimere dielektrisk medium i buekammeret.

Efter at have ramt den faste kontakt, kan den bevægelige kontakt hoppe tilbage pga. afstødende kraft, hvilket ikke er ønskværdigt. Derfor skal der leveres tilstrækkelig mekanisk energi for at overvinde afstødende kraft pga. lukningsoperation ved fejl.

I spring-spring-mekanisme oplades generelt tripnings- eller åbningsfjeder under lukningsoperation. Derfor skal der også leveres tilstrækkelig mekanisk energi for at oplade åbningsfjederen.