Λειτουργία Συντομωτήρα Κύκλωματος

Ορισμός Σφραγίδας Κύκλου

Η σφράγιδα κύκλου ορίζεται ως συσκευή που ανοίγει και κλείνει ηλεκτρικές επαφές για την προστασία των κύκλων από παραβιάσεις.

Επομένως, οι σφράγιδες κύκλου πρέπει να λειτουργούν αξιόπιστα χωρίς καθυστέρηση. Για να εξασφαλιστεί αυτή η αξιοπιστία, το μηχανισμός λειτουργίας είναι πιο περίπλοκος από ό,τι φαίνεται στην αρχή. Η απόσταση και το ταχύτητα των κινούμενων επαφών κατά τη διάρκεια της ανοίξεως και κλεισίματος είναι κρίσιμοι παράμετροι σχεδιασμού για τις σφράγιδες κύκλου.

Η απόσταση των επαφών, η απόσταση ταξιδιού των κινούμενων επαφών και η ταχύτητά τους καθορίζονται από το είδος του μέσου σβήσης του βελτίστου, την τιμή του ρεύματος και την τάση της σφράγιδας κύκλου. Η τυπική λειτουργία μιας σφράγιδας κύκλου εμφανίζεται σε γράφημα χαρακτηριστικής καμπύλης.

Στο γράφημα, ο άξονας X αντιπροσωπεύει το χρόνο σε χιλιοστογράμματα και ο άξονας y αντιπροσωπεύει την απόσταση σε χιλιοστογράμματα.

Ας πούμε ότι στο χρόνο T0, το ρεύμα ξεκινά να ρέει μέσα από την κλείσιμη κατασκευή. Μετά από το χρόνο T1, η κινούμενη επαφή ξεκινά να ταξιδεύει προς την σταθερή επαφή. Στο χρόνο T2, η κινούμενη επαφή θίγει την σταθερή επαφή. Στο χρόνο T3, η κινούμενη επαφή φτάνει στην θέση της κλείσιμης. T3 – T2 είναι ο χρόνος υπερφόρτισης αυτών των δύο επαφών (κινούμενης και σταθερής). Μετά το χρόνο T3, η κινούμενη επαφή αναπηδά λίγο και στη συνέχεια ξαναέρχεται στη σταθερή κλειστή θέση, μετά το χρόνο T4.

Τώρα προχωρούμε στη λειτουργία της ανοίξεως. Ας πούμε ότι στο χρόνο T5, το ρεύμα ξεκινά να ρέει μέσα από την κατασκευή τρίπτησης της σφράγιδας κύκλου. Στο χρόνο T6, η κινούμενη επαφή ξεκινά να ταξιδεύει πίσω για την ανοίξεως των επαφών. Μετά από το χρόνο T7, η κινούμενη επαφή αποσυνδέεται τελικά από την σταθερή επαφή. Ο χρόνος (T7 – T6) είναι ο χρόνος επικάλυψης.

Τώρα, στο χρόνο T8, η κινούμενη επαφή επιστρέφει στην τελική θέση ανοίξεως, αλλά εδώ δεν θα είναι σε κατάσταση ηρεμίας, καθώς θα υπάρξει μερική μηχανική ταλάντωση της κινούμενης επαφής πριν φτάσει στην τελική θέση ηρεμίας. Στο χρόνο T9, η κινούμενη επαφή φτάνει τελικά στην θέση ηρεμίας. Αυτό ισχύει και για την πρότυπη και την απομακρυσμένη σφράγιδα κύκλου.

Απαιτήσεις Λειτουργίας Ανοίξεως Σφράγιδας Κύκλου

Μια σφράγιδα κύκλου πρέπει να ανοίγει γρήγορα για να περιορίσει την εροσιόνηση των επαφών και να διακόψει το εσφαλμένο ρεύμα. Ωστόσο, η απόσταση ταξιδιού της κινούμενης επαφής καθορίζεται επίσης από την ανάγκη να διατηρείται μια αρκετή απόσταση επαφών για να αντιμετωπίσει τις φυσικές ηλεκτροστατικές τάσεις και την τάση λείψανου κατά την ανοίξεως της σφράγιδας.

Η ανάγκη μεταφοράς συνεχούς ρεύματος και αντοχής σε περίοδο αρκή στη σφράγιδα κύκλου, κάνει απαραίτητη τη χρήση δύο σειρών επαφών παράλληλα, μία η πρωτεύουσα επαφή που είναι πάντα από υλικά υψηλής διαγωνιστικότητας, όπως το χάλυβα, και η άλλη είναι η επαφή αρκή, που είναι από αντιστατικά υλικά, όπως το τουνγκστεν ή το μολυβδένιο, τα οποία έχουν πολύ χαμηλότερη διαγωνιστικότητα από τις πρωτεύουσες επαφές.

Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας ανοίξεως της σφράγιδας κύκλου, οι πρωτεύουσες επαφές ανοίγουν πριν από τις επαφές αρκή. Ωστόσο, λόγω της διαφοράς στην ηλεκτρική αντίσταση και τον επαγωγικότητα των ηλεκτρικών διαδρομών των πρωτεύουσας και επαφών αρκή, απαιτείται πεπερασμένος χρόνος για την πλήρη μεταφορά του ρεύματος, δηλαδή από τις πρωτεύουσες ή κύριες επαφές στο κλάδο των επαφών αρκή.

Έτσι, όταν η κινούμενη επαφή ξεκινά να ταξιδεύει από την κλειστή θέση στην ανοιχτή θέση, η απόσταση των επαφών αυξάνεται σταδιακά και μετά από κάποιο χρόνο φτάνει σε μια κρίσιμη θέση επαφής, η οποία δείχνει την ελάχιστη απόσταση επαφής που απαιτείται για την πρόληψη της ανακατασκευής μετά το επόμενο μηδενικό ρεύμα.

Το υπόλοιπο τμήμα του ταξιδιού είναι απαραίτητο μόνο για τη διατήρηση αρκετής ηλεκτροστατικής αντοχής μεταξύ της απόστασης των επαφών και για σκοπούς επιβράδυνσης.

Απαιτήσεις Λειτουργίας Κλείσιμου Σφράγιδας Κύκλου

Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας κλείσιμου της σφράγιδας κύκλου, απαιτούνται τα εξής,

Η κινούμενη επαφή πρέπει να ταξιδεύει προς τη σταθερή επαφή με αρκετή ταχύτητα για να προλάβει το φαινόμενο προ-αρκή. Καθώς η απόσταση επαφής μειώνεται, το αρκή μπορεί να ξεκινήσει πριν από την τελική κλείσιμο των επαφών.

Κατά τη διάρκεια της κλείσιμος των επαφών, το μέσο μεταξύ των επαφών αντικαθίσταται, άρα απαιτείται αρκετή μηχανική δύναμη για να παρασχεθεί κατά την λειτουργία αυτής της σφράγιδας κύκλου για την συμπίεση του ηλεκτροστατικού μέσου στο κάμινο αρκή.

Μετά την επίπτωση στη σταθερή επαφή, η κινούμενη επαφή μπορεί να αναπηδήσει, λόγω της απωθητικής δύναμης, η οποία δεν είναι καθόλου επιθυμητή. Άρα, απαιτείται αρκετή μηχανική ενέργεια για να ξεπεράσει την απωθητική δύναμη λόγω της λειτουργίας κλείσιμου σε παραβίαση.

Σε μηχανισμό ελατηρίου-ελατηρίου, συνήθως το ελατήριο τρίπτησης ή ανοίξεως φορτίζεται κατά τη διάρκεια της λειτουργίας κλείσιμου. Άρα, απαιτείται αρκετή μηχανική ενέργεια επίσης για να φορτίσει το ελατήριο ανοίξεως.