전기 회로 차단기 작동

회로 차단기 정의

회로 차단기는 회로를 고장으로부터 보호하기 위해 전기 접점을 열고 닫는 장치로 정의됩니다.

따라서, 회로 차단기는 어떤 지연도 없이 신뢰성 있게 작동해야 합니다. 이러한 신뢰성을 확보하기 위해서는 작동 메커니즘이 처음 보기에는 복잡합니다. 개폐 시 이동 접점의 거리와 속도는 회로 차단기 설계에 있어 중요한 매개변수입니다.

접점 간격, 이동 접점의 이동 거리 및 속도는 회로 차단기의 소정 전류 및 전압 등급과 방전 매체 유형에 따라 결정됩니다.회로 차단기의 일반적인 작동은 특성 곡선 그래프에서 나타납니다.

이 그래프에서 X축은 밀리초 단위의 시간을, Y축은 밀리미터 단위의 거리를 나타냅니다.

시간 T0에서 폐쇄 코일을 통한 전류 흐름이 시작됩니다. 시간 T1 이후 이동 접점이 고정 접점으로 이동하기 시작합니다. 시간 T2에서 이동 접점이 고정 접점에 닿습니다. 시간 T3에서 이동 접점이 완전히 폐쇄 위치에 도달합니다. T3 - T2는 두 접점(이동 접점 및 고정 접점)의 과부하 기간입니다. 시간 T3 이후 이동 접점이 약간 튕겨 나오다가 다시 시간 T4에서 고정된 폐쇄 위치로 돌아옵니다.

이제 트리핑 작동에 대해 알아봅시다. 시간 T5에서 회로 차단기의 트립 코일을 통한 전류 흐름이 시작됩니다. 시간 T6에서 이동 접점이 접점을 열기 위해 후진하기 시작합니다. 시간 T7 이후 이동 접점이 최종적으로 고정 접점과 분리됩니다. 시간 (T7 - T6)은 중첩 기간입니다.

시간 T8에서 이동 접점이 최종 오픈 위치로 돌아오지만, 여기서는 이동 접점이 기계적 진동 때문에 최종 안정 위치에 있지 않습니다. 시간 T9에서 이동 접점이 최종적으로 안정 위치에 도달합니다. 이는 표준 및 원격 제어 회로 차단기에 모두 적용됩니다.

회로 차단기 개방 작동 요구 사항

회로 차단기는 접점 마모를 줄이고 고장 전류를 신속하게 차단하기 위해 빠르게 열어야 합니다. 그러나 이동 접점의 이동 거리는 또한 차단기가 열렸을 때 정상적인 유전 스트레스와 번개 임펄스 전압을 견딜 수 있는 충분한 접점 간격을 유지하기 위한 필요성에 의해 결정됩니다.

회로 차단기에서 연속 전류를 운반하고 아크 기간을 견디기 위해서는 두 세트의 병렬 접점을 사용해야 합니다. 하나는 항상 구리와 같은 고도 전도성 재료로 만들어진 주 접점이고, 다른 하나는 텅스텐이나 몰리브데넘과 같은 아크 저항 재료로 만들어진 아크 접점이며, 주 접점보다 훨씬 낮은 전도성을 가집니다.

회로 차단기 개방 작동 중, 주 접점이 아크 접점보다 먼저 열립니다. 그러나 주 접점과 아크 접점의 전기 저항 및 인덕턴스 경로의 차이로 인해, 총 전류 교환, 즉 주 접점 또는 주 접점에서 아크 접점 브랜치로의 전류 교환을 달성하는데 유한한 시간이 필요합니다.

따라서 이동 접점이 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동할 때 접점 간격이 점차 증가하며, 일정 시간 후에 재아크를 방지하기 위해 필요한 최소 접점 간격을 나타내는 중요한 접점 위치에 도달합니다.

여기서 남은 이동은 접점 간격 사이의 충분한 유전 강도를 유지하고 감속 목적으로 필요합니다.

회로 차단기 폐쇄 작동 요구 사항

회로 차단기의 폐쇄 작동 중에는 다음과 같은 요구 사항이 있습니다,

이동 접점은 접점 간격이 감소함에 따라 접점이 최종적으로 폐쇄되기 전에 아크가 시작되는 것을 방지하기 위해 충분한 속도로 고정 접점으로 이동해야 합니다.

접점이 폐쇄될 때 접점 사이의 매체가 교체되므로, 이 회로 차단기 작동 중 아크 챔버의 유전 매체를 압축하기 위해 충분한 기계적 파워를 공급해야 합니다.

고정 접점에 부딪힌 후, 이동 접점은 반발력으로 인해 튕겨 나올 수 있으며, 이것은 바람직하지 않습니다. 따라서 결함 발생 시 폐쇄 작동으로 인한 반발력을 극복하기 위해 충분한 기계적 에너지를 공급해야 합니다.

스프링-스프링 메커니즘에서는 일반적으로 폐쇄 작동 중 트리핑 또는 개방 스프링이 충전됩니다. 따라서 개방 스프링을 충전하기 위해 충분한 기계적 에너지도 공급해야 합니다.