Prekidnik operacija

Definicija prekidača

Prekidač se definira kao uređaj koji otvara i zatvara električne kontakte kako bi zaštitio krugove od grešaka.

Stoga, prekidači moraju raditi pouzdano bez bilo kakve kašnjenja. Za osiguranje ove pouzdanosti, mehanizam rada je složeniji nego što izgleda na prvi pogled. Razmak i brzina kretanja pomičnih kontakata tijekom otvaranja i zatvaranja su ključni dizajnerski parametri za prekidače.

Razmak kontakata, putovanje pomičnih kontakata i njihova brzina određuju se vrstom sredstva za ugasevanje luku, te naponom i strujnim kapacitetom prekidača.Tipičan rad prekidača prikazan je u grafikonu karakteristične krivulje.

U ovom grafikonu, x-osa predstavlja vrijeme u milisekundama, a y-osa predstavlja razmak u milimetrima.

Neka u trenutku T0 struja počne teći kroz zavojnicu zatvaranja. Nakon vremena T1 pomični kontakt počne putovati prema fiksnom kontaktu. U trenutku T2 pomični kontakt dotakne fiksnog kontakta. U trenutku T3 pomični kontakt stigne do svoje zatvorene pozicije. T3 – T2 je period preopterećenja ovih dva kontakta (pomični i fiksni kontakt). Nakon vremena T3 pomični kontakt malo odskoči natrag, a zatim opet dođe do svoje fiksne zatvorene pozicije, nakon vremena T4.

Sada dolazimo do operacije isključivanja. Neka u trenutku T5 struja počne teći kroz zavojnicu isključivanja prekidača. U trenutku T6 pomični kontakt počne putovati unatrag kako bi se otvorili kontakti. Nakon vremena T7, pomični kontakt konačno odvoji fiksnog kontakta. Vrijeme (T7 – T6) je preklapanje perioda.

Sada u trenutku T8 pomični kontakt vraća se u svoju konačnu otvorenu poziciju, ali ovdje neće biti u mirovnom položaju jer će prije dolaska u konačnu mirovnu poziciju biti nekih mehaničkih oscilacija pomičnog kontakta. U trenutku T9 pomični kontakt konačno stigne do svoje mirovne pozicije. Ovo vrijedi i za standardne i udaljeno upravljane prekidače.

Zahtjevi za radom prekidača tijekom otvaranja

Prekidač treba brzo otvoriti kako bi ograničio eroziju kontakata i brzo prekinuo grešku struje. Međutim, putovanje pomičnog kontakta također se određuje potrebom održavanja dovoljnog kontaktnog razmaka kako bi se odoljelo normalnim dielektričnim naprezanjima i napadnim naponima kada je prekidač otvoren.

Potreba za nosenjem neprekidne struje i otpornosti na razdoblje lukova u prekidaču čini nužnim korištenje dvije skupine kontakata paralelno, jedan primarni kontakt koji je uvijek izrađen od materijala visokog provodnosti, poput bakra, a drugi lukotražni kontakt, izrađen od materijala otpornih na luk, poput volframa ili molibdena, koji ima znatno nižu provodnost od primarnih kontakata.

Tijekom operacije otvaranja prekidača, primarni kontakti se otvaraju prije lukotražnih kontakata. Međutim, zbog razlike u elektro otpornosti i indukciji električnih puteva primarnih i lukotražnih kontakata, potrebno je konačno vrijeme da se postigne ukupna komutacija struje, tj. s primarnih ili glavnih kontakata na granu lukotražnih kontakata.

Dakle, kada pomični kontakt počne putovati s zatvorene pozicije prema otvorenoj, kontaktni razmak postepeno povećava, a nakon određenog vremena dosegnut će kritičnu poziciju kontakta koja označava minimalni kontaktni razmak potreban za sprječavanje ponovnog nastanka luka nakon sljedećeg nultog toka struje.

Ostatak puta je potreban samo za održavanje dovoljne dielektrične čvrstoće između kontaktnog razmaka i za svrhu usporavanja.

Zahtjevi za radom prekidača tijekom zatvaranja

Tijekom operacije zatvaranja prekidača potrebno je:

Pomični kontakt mora putovati prema fiksnom kontaktu s dovoljnom brzinom kako bi se spriječio fenomen pre-lukotraženja. Kako se kontaktni razmak smanjuje, luka može početi prije nego što su kontakti konačno zatvoreni.

Tijekom zatvaranja kontakata, sredstvo između kontakata se zamjenjuje, stoga je potrebno dostaviti dovoljnu mehaničku snagu tijekom ove operacije prekidača kako bi se stisnuo dielektrični medij u lukotražnoj komori.

Nakon udara o fiksnom kontaktu, pomični kontakt može odskočiti nazad zbog odbijajuće sile, što uopće nije željeno. Stoga je potrebno dostaviti dovoljnu mehaničku energiju kako bi se prevladala odbijajuća sila zbog operacije zatvaranja na grešci.

U mehanizmu s oprugama, obično se opruga za isključivanje nabavlja tijekom operacije zatvaranja. Stoga je potrebno dostaviti dovoljnu mehaničku energiju kako bi se nabila opruga za isključivanje.