Interruptor de circuito

Definición de Interruptor

Un interruptor é definido como un dispositivo que abre e pecha contactos eléctricos para protexer os circuitos de fallos.

Por tanto, os interruptores deben funcionar de xeito fiable sen ningún retraso. Para asegurar esta fiabilidade, o mecanismo de funcionamento é máis complexo do que parece a primeira vista. A distancia e a velocidade dos contactos móveis durante a apertura e a pechada son parámetros de deseño cruciais para os interruptores.

A separación entre contactos, a distancia de viaxe dos contactos móveis e a súa velocidade determinanse polo tipo de medio de extinción do arco, a clasificación de corrente e voltaxe do interruptor. A operación típica dun interruptor mostra-se nun gráfico de curva característica.

Neste gráfico, o eixe X representa o tempo en milisegundos e o eixe Y representa a distancia en milímetros.

Vamos supor que no instante T0 a corrente comeza a fluir polo bobinado de pechado. Despois do instante T1, o contacto móbil comeza a moverse cara ao contacto fixo. No instante T2, o contacto móbil toca o contacto fixo. No instante T3, o contacto móbil alcanza a súa posición de pechado. T3 – T2 é o período de sobrecarga destes dous contactos (móvil e fixo). Despois do instante T3, o contacto móbil rebota lixeiramente e despois volve á súa posición de pechado fixo, despois do instante T4.

Agora pasamos á operación de disparo. Vamos supor que no instante T5 a corrente comeza a fluir polo bobinado de disparo do interruptor. No instante T6, o contacto móbil comeza a moverse cara atrás para abrir os contactos. Despois do instante T7, o contacto móbil finalmente se separa do contacto fixo. O tempo (T7 – T6) é o período de superposición.

No instante T8, o contacto móbil volve á súa posición final aberta, pero aquí non estará na posición de repouso xa que haverá algunha oscilación mecánica do contacto móbil antes de chegar á súa posición final de repouso. No instante T9, o contacto móbil finalmente chega á súa posición de repouso. Isto é válido tanto para interruptores estándar como para interruptores de control remoto.

Requisitos da Operación de Apertura do Interruptor

O interruptor debe abrirse rapidamente para limitar a erosión dos contactos e interromper a corrente defectuosa de forma rápida. No entanto, a distancia de viaxe do contacto móbil tamén determinase pola necesidade de manter unha separación suficiente entre contactos para resistir as tensións dieléctricas normais e as tensións de impulso de raio cando o interruptor está aberto.

A necesidade de transportar a corrente continua e de resistir un período de arco no interruptor, fai necesario empregar dous conxuntos de contactos en paralelo: un o contacto principal, que sempre está feito de materiais altamente conductivos como o cobre, e o outro o contacto de arco, feito de materiais resistentes ao arco como o tungsteno ou o molibdeno, que ten moita menor conductividade que os contactos principais.

Durante a operación de apertura do interruptor, os contactos principais abren antes dos contactos de arco. No entanto, debido á diferenza na resistencia eléctrica e na inductancia das rutas eléctricas dos contactos principais e de arco, é necesario un tempo finito para lograr a comunutación total da corrente, é dicir, dos contactos principais ou principais ao ramal de contacto de arco.

Así, cando o contacto móbil comeza a moverse dende a posición de pechado á posición de apertura, a separación entre contactos aumenta gradualmente e, despois dun tempo, alcanza unha posición crítica de contacto que indica a separación mínima necesaria para evitar o reaparecemento do arco despois do seguinte cero de corrente.

A parte restante da viaxe é necesaria só para manter a forza dieléctica suficiente entre a separación dos contactos e para propósitos de deceleración.

Requisitos da Operación de Pechado do Interruptor

Durante a operación de pechado do interruptor, son necesarios os seguintes aspectos,

O contacto móbil debe moverse cara ao contacto fixo a suficiente velocidade para prevenir o fenómeno de arco previo. A medida que a separación entre contactos diminúe, pode iniciar o arco antes de que os contactos estean finalmente pechados.

Durante o pechado dos contactos, o medio entre os contactos substitúese, polo que debe fornecerse potencia mecánica suficiente durante esta operación do interruptor para comprimir o medio dieléctrico na cámara de arco.

Despois de golpear o contacto fixo, o contacto móbil pode rebotar debido á forza repulsiva, que non é deseable. Polo tanto, debe fornecerse enerxía mecánica suficiente para superar a forza repulsiva debido á operación de pechado sobre falla.

No mecanismo molla-molla, xeralmente a molla de disparo ou apertura carga durante a operación de pechado. Polo tanto, tamén debe fornecerse enerxía mecánica suficiente para cargar a molla de apertura.