Áramkör-törésgörgő Működés
Áramkörvédő definíció
Az áramkörvédő olyan eszköz, amely nyitja és zárja az elektromos kapcsolatokat, hogy védje az áramköroket hibáktól.
Ezért az áramkörvédők megbízhatóan kell, hogy működjenek, késleltetés nélkül. Ennek biztosításához a működési mechanizmus bonyodalmassabb, mint ahogyan elsőre tűnik. A mozgó kapcsolók távolsága és sebessége a nyitáskor és záraskor kulcsfontosságú tervezési paraméterek az áramkörvédők számára.
A kapcsolók közötti rés, a mozgó kapcsolók utazási távolsága és sebessége függ a látványtörlési médium típusától, valamint az áramkörvédő áramerősség- és feszültségmelegének besorolásától. Az áramkörvédő tipikus működése jellemző görbe grafikonon látható.
Ebben a grafikonban az X tengely a millisekundumokban megadott időt, az Y tengely pedig a milliméterben megadott távolságot jelöli.
Tegyük fel, hogy T0 időpillanatban az áram kezd áramlani a záró csillagban. T1 időpillanat után a mozgó kapcsoló elkezd haladni a rögzített kapcsoló felé. T2 időpillanatban a mozgó kapcsoló éri el a rögzített kapcsolót. T3 időpillanatban a mozgó kapcsoló eléri a zárt pozícióját. T3 – T2 a két kapcsoló (mozgó és rögzített) túlzott terhelési ideje. T3 időpillanat után a mozgó kapcsoló kissé visszapattan, majd újra a rögzített zárt pozícióba kerül T4 időpillanatig.
Most térjünk a tripelési művelethez. Tegyük fel, hogy T5 időpillanatban az áram kezd áramlani az áramkörvédő trip csillagban. T6 időpillanatban a mozgó kapcsoló elkezd haladni hátrafelé a kapcsolók megnyitása érdekében. T7 időpillanat után a mozgó kapcsoló végre elszakad a rögzített kapcsolótól. T7 – T6 az átfedési idő.
T8 időpillanatban a mozgó kapcsoló visszajut a végleges nyitott pozícióba, de itt nem lesz pihenő állapotban, mert a mozgó kapcsolónál előfordulhat némi mechanikai rezgés, mielőtt véglegesen pihenő állapotba kerül. T9 időpillanatban a mozgó kapcsoló véglegesen pihenő állapotba kerül. Ez igaz mind a szabványos, mind a távolirányított áramkörvédőkre.
Áramkörvédő nyitási műveleti követelmények
Az áramkörvédő gyorsan kell, hogy nyissa meg a kapcsolókat, hogy korlátozza a kapcsolók szenvedését és gyorsan megszakassa a hibás áramot. Ugyanakkor a mozgó kapcsoló utazási távolsága is meghatározódik abban a szükségletben, hogy elegendő kapcsolói rés legyen fenntartva a normál dielektrikus stresszek és villámlás impulzusfeszültség kiállításához, amikor a vezérlő nyitva van.
A folyamatos áram átvitelének és a hosszú ideig tartó ívkiürítésnek a szükséglete miatt szükséges két párhuzamos kapcsoló használata, az egyik a fő kapcsoló, amely mindig nagy vezetőképességű anyagból, például rézből készül, a másik pedig az ívkapcsoló, ami ívellenálló anyagból, például wolframból vagy molibdénumból készül, ami sokkal alacsonyabb vezetőképességgel rendelkezik, mint a fő kapcsolók.
Az áramkörvédő nyitási művelete során a fő kapcsolók az ívkapcsolók előtt nyílnak meg. Azonban a fő és az ívkapcsolók elektromos ellenállásának és induktív utainak különbsége miatt véges időre van szükség a teljes áramátviteli kommutációnak, azaz a fő vagy fő kapcsolókból az ívkapcsoló ágba.
Így, amikor a mozgó kapcsoló elkezd haladni a zárt pozícióból a nyitott pozícióba, a kapcsolók közötti rés fokozatosan nő, és egy idő után elér egy kritikus kapcsolópozíciót, ami a minimális vezető rés jelzi, amely szükséges az újraívás megelőzéséhez a következő áramerősség nullapontja után.
A maradék utazási távolság csak a kapcsolók közötti elégséges dielektrikus erősség fenntartására és a lelassításra szükséges.
Áramkörvédő zárási műveleti követelmények
Az áramkörvédő zárási művelete során a következők szükségesek:
A mozgó kapcsolónak elegendő sebességgel kell haladnia a rögzített kapcsoló felé, hogy elkerülje a korai ívzárlást. Ahogy a kapcsolók közötti rés csökken, az ívzárlás elkezdődhet, mielőtt a kapcsolók véglegesen záródnak.
A kapcsolók zárása során a kapcsolók közötti közeg cserélődik, ezért elegendő mechanikai energia kell, hogy a vezérlő működése során a dielektrikus közeg tömörítésére az ívzárló kamrában.
A rögzített kapcsoló elérésével a mozgó kapcsoló visszapattanhat, ami a kitörlő erő miatt nem kívánatos. Elegendő mechanikai energia kell, hogy legyőzze a kitörlő erőt a hiba esetén a zárási művelet során.
A rugalmas-rugalmas mechanizmusban általában a tripelési vagy nyitási rugó töltse fel a zárási művelet során. Elegendő mechanikai energia kell, hogy feltöltse a nyitási rugót.
