Sirkuitbryter drift

Definisjon av strømbryter

En strømbryter er definert som et enhet som åpner og lukker elektriske kontakter for å beskytte kretser mot feil.

Derfor må strømbrytere fungere pålitelig uten noen forsinkelse. For å sikre denne påliteligheten er virkemekanismen mer kompleks enn det den først ser ut til. Avstanden og hastigheten til de bevegelige kontaktene under åpning og lukking er viktige designparametre for strømbrytere.

Kontaktavstand, reisestrekning for de bevegelige kontaktene og deres fart bestemmes av type bueutslukningsmedium, strøm- og spenningsklasse for en strømbryter.Den typiske operasjonen av en strømbryter vises i en karakteristisk kurvegraf.

Her i grafen representerer X-aksen tid i millisekunder og Y-aksen avstand i millimeter.

La oss si at ved tiden T0 begynner strømmen å flyte gjennom lukkebobinen. Etter tidspunktet T1 begynner den bevegelige kontakten å bevege seg mot den faste kontakten. Ved tiden T2 berører den bevegelige kontakten den faste kontakten. Ved tiden T3 når den bevegelige kontakten sin lukket posisjon. T3 – T2 er overbelastningsperioden for disse to kontaktene (den bevegelige og den faste kontakten). Etter tiden T3 hopper den bevegelige kontakten litt tilbake, og kommer så igjen til sin faste lukket posisjon, etter tiden T4.

Nå kommer vi til trippeoperasjonen. La oss si at ved tiden T5 begynner strømmen å flyte gjennom trippbobinen i strømbryteren. Ved tiden T6 begynner den bevegelige kontakten å bevege seg bakover for å åpne kontaktene. Etter tiden T7 løsner den bevegelige kontakten fra den faste kontakten. Tid (T7 – T6) er overlappingsperiode.

Nå ved tiden T8 kommer den bevegelige kontakten tilbake til sin endelige åpne posisjon, men her vil den ikke være i hvileposisjon siden det vil være noen mekaniske svingninger av den bevegelige kontakten før den kommer til sin endelige hvileposisjon. Ved tiden T9 kommer den bevegelige kontakten til sin hvileposisjon. Dette gjelder både for standard- og fjernkontrollerte strømbrytere.

Krav for åpningsoverasjonsoperasjon av strømbryter

En strømbryter skal åpnes raskt for å begrense kontakt erosjon og avbryte feilstrøm hurtig. Imidlertid er også reisestrekningen for den bevegelige kontakten bestemt av behovet for å opprettholde en tilstrekkelig kontaktavstand for å takle normale dielektriske spenninger og lynimpulsspenning når bryteren er åpen.

Behovet for å føre kontinuerlig strøm og tåle en periode med bue i strømbryter, gjør det nødvendig å bruke to sett med kontakter parallelt, én primær kontakt som alltid er laget av høyledende materialer som kobber, og den andre er bukontakt, laget av buresistente materialer som tungsten eller molybdæn, som har mye lavere ledningsevne enn primære kontakter.

Under åpningsoverasjonsoperasjonen åpnes primærkontaktene før bukontaktene. Imidlertid, på grunn av forskjellen i elektrisk motstand og induktoren av elektriske veier for primære og bukontakter, kreves det en endelig tid for å oppnå total strømkommutasjon, altså fra primære eller hovedkontakter til bukontaktgrenen.

Så når den bevegelige kontakten begynner å bevege seg fra lukket posisjon til åpen posisjon, øker kontaktavstanden gradvis, og etter en stund nås en kritisk kontaktposisjon som indikerer den minste ledeavstand som er nødvendig for å forhindre gjenbuing etter neste strømnoll.

Det gjenstående delen av reisen er nødvendig bare for å opprettholde tilstrekkelig dielektrisk styrke mellom kontaktavstanden og for dempingshensyn.

Krav for lukkingsoverasjonsoperasjon av strømbryter

Under lukkingsoverasjonsoperasjonen av strømbryter kreves følgende,

Den bevegelige kontakten må bevege seg mot den faste kontakten med tilstrekkelig fart for å unngå pre-arcing-fenomen. Når kontaktavstanden reduseres, kan arcing starte før kontaktene er lukket helt.

Under lukking av kontaktene erstattes mediumet mellom kontaktene, derfor må det leveres tilstrekkelig mekanisk effekt under denne strømbryteroperasjonen for å komprimere dielektrisk medium i bukammeret.

Etter å ha treft den faste kontakten, kan den bevegelige kontakten hoppe tilbake, på grunn av repulsiv kraft som ikke er ønskelig. Derfor må det leveres tilstrekkelig mekanisk energi for å overvinne repulsiv kraft på grunn av lukkingsoverasjonsoperasjon ved feil.

I fjeder-fjeder-mekanisme, lades generelt tripp-eller åpningsfjeder under lukkingsoverasjonsoperasjon. Derfor må det også leveres tilstrekkelig mekanisk energi for å lade åpningsfjederen.